العناصر المؤثرة على قيم الضغط الجوي
: في البداية، حينما نتحدث عن تأثير الرطوبة على الضغط الجوي، يجب تعريف المصطلح وهو القوة الرأسية التي يمكن أن تؤثر على وحدة المساحة، وتعريف الضغط الجوي هو وزن عمود الهواء الذي يقع فوق سطح الأرض، ويمتد هذا الوزن حتى نهاية الغلاف الجوي. ويعتبر العالم إيفانجليستا توريشلي هو من اكتشف مفهوم الضغط الجوي، ويتأثر الضغط بعدة وحدات، من بينها وحدة الباسكال التي تعادل النيوتن لكل متر مربع، كما يمكن قياس الضغط بوحدات أخرى مثل الهكتوباسكال والمليبار، والعوامل التي يمكن أن تؤثر على الضغط الجوي هي:
- يعتبر الارتفاع من بين العوامل المؤثرة على القيم التقديرية للضغط الجوي، وتكون العلاقة بينه وبين الضغط الجوي عكسية، حيث تقل القيمة للضغط الجوي كلما زاد الارتفاع عن مستوى سطح البحر
- تتميز درجة الحرارة المرتفعة بعلاقة عكسية، أي كلما ارتفعت درجة الحرارة في منطقة ما، انخفضت قيمة وقوة الضغط الجوي، وذلك لأن الارتفاع في درجات الحرارة يعمل على تسخين الهواء، فتمدد الهواء الجوي مما يؤدي إلى تباعد جزيئاته.
- عندما تنخفض درجات الحرارة، يصبح الهواء باردًا، وبالتالي تتقارب جزيئاته وتصبح أكثر كثافة، مما يؤدي إلى زيادة وزن عمود الهواء وزيادة قيمة الضغط المصاحبة له.
- الرطوبة والضغط الجوي من بين العوامل المؤثرة أيضا.
علاقة ضغط الهواء بالرطوبة
الرطوبة هي كمية قطرات الماء المعلقة في الغلاف الجوي، وتتأثر قيمتها بتغير درجات الحرارة، ومصادر بخار الماء في الجو هي المحيطات والبحار والأنهار، وكلما ارتفعت درجات الحرارة، زاد حمل الهواء بأبخرة الماء، وعند حمل الهواء لكمية كبيرة من بخار الماء يشبع بالرطوبة، وتعبر الرطوبة عن النسبة بين مقدار بخار الماء في الهواء والمقدار الذي يمكن للهواء تحمله في درجة تشبع كاملة، والعلاقة بين الضغط والرطوبة علاقة طردية، حيث زيادة مؤثر الرطوبة تزيد قيمة الضغط الجوي.
تعريف الرطوبة
كما أشرنا سابقا، الرطوبة تشير إلى وجود السوائل وبخارها في الهواء الجوي، وتختلف تسميتها حسب الجسم الذي تؤثر عليه، على سبيل المثال، الرطوبة في الهواء تسمى الرطوبة الجوية، أما الرطوبة النسبية فتشير إلى كتلة بخار الماء الموجودة في الهواء مقارنة بالكتلة المطلوبة لتشبع الهواء بالبخار، وذلك عند نفس درجة الحرارة، والعوامل المؤثرة على الرطوبة النسبية هي:
- تمثِّل العلاقة بين درجات الحرارة ونسب الرطوبة علاقة عكسية.
- كلما انخفضت درجات الحرارة، زادت الرطوبة النسبية، ويمكن رؤية ذلك في الندى الذي يتشكل في الصباح الباكر، وهو يمثل تلك الحالة بشكل واضح.
- يحدث الندى عندما يتشبع الهواء بكميات من بخار الماء ويتأثر بدرجة الحرارة، وينتج عن ذلك تكاثف الرطوبة على الأسطح.
مخاطر ارتفاع نسب الرطوبة
يؤدي الارتفاع في نسب الرطوبة ودرجاتها إلى حدوث بعض التغيرات والمخاطر، بما في ذلك ظهور بعض المشاكل الصحية
- يؤدي الارتفاع في درجات الحرارة التي يمكن أن يصل إليها الهواء الجوي إلى الارتفاع في نسب الرطوبة، مما يجعل كل الأسطح الخشبية موصلة بطريقة ما أو بأخرى للكهرباء، ما يمثل خطرًا على الإنسان.
- تؤدي زيادة درجة الرطوبة بفعل ارتفاع درجات الحرارة إلى زيادة تشكل الأبخرة الغازية، مما يؤدي إلى تسرب الماء من تلك المنشآت وممراتها.
- تزداد معدلات التفريغ للشحنات الكهربائية الساكنة بشكل طردي عندما تكون معدلات الرطوبة مرتفعة، مما يزيد من احتمالية حدوث شرارة كهربائية ناتجة عن التفريغ الكهربي للشحنات الساكنة.
أنواع الرطوبة
- الرطوبة النوعية: وحدة قياس الرطوبة النسبية هي الجرام لكل كيلوغرام، ويمكن تعريفها على النحو التالي: هي كتلة البخار المائي الموجود داخل كتلة محددة من الهواء الجاف.
- الرطوبة النسبية، والتي جاء شرحها سلفاً.
- الرطوبة المطلقة: تشير إلى الكتلة البخارية التي تتواجد بين مكونات محددة من الهواء.
يمكن تجنب تأثير الرطوبة السلبي من خلال استخدام العوازل وأسطحها التي تعرف بمقاومتها لمؤثر الرطوبة، وبالتالي تقليل انتشارها أو انتقالها من مكانلآخر، ويتم ذلك عن طريق استخدام الأسطح العازلة التي تكون المانع الحقيقي لاختراق الرطوبة في الجدران.
تكيف الإنسان مع تغيرات الضغط الجوي
البشر يستطيعون أن يتكيفوا مع تغيرات الضغط الجوي، وذلك عندما يكون الارتفاع قدره ستة كيلو متر فوق المستوى لسطح البحر، ولكن فيما فوق هذا الارتفاع لن يستطيع البشر الوصول لنسب الأكسجين اللازمة للتنفس والعيش، ومن المعلوم والمعروف أنه في حالة إذا ما اعتاد الإنسان على البقاء لفترات زمنية طويلة على سفح الجبال على سبيل المثال أو في مناطق مرتفعة، فإن طبيعة الجسم ستتكيف مع هذا المستوى من النقصان في نسبة الأكسجين، وهذا يعد هو السبب الذي يجعل محبي تسلق الجبال التواجد في مناطق مرتفعة.
وقبل محاولة التسلق مرة أخرى، يجب أن يتم تكييف الجسم والتنفس براحة، والتأقلم على ظروف الارتفاع المرتفعة التي تتميز بانخفاض قيمة الضغط الجوي. ويتم ذلك عن طريق البقاء في هذه الأماكن والاستمتاع بأجوائها. ومن المعلومات الهامة التي يجب معرفتها بشأن التأقلم مع ارتفاعات الضغط الجوي، أن الطائرات التي تحلق على ارتفاعات تزيد عن تسعة كيلومترات مزودة بأنظمة ضغط تعمل كمضخة للهواء الجوي وتحافظ على ضغط داخلي في تلك الطائرات، بهدف تحقيق قيم الضغط الجوي الموجودة في المناطق ذات الارتفاع العالي.
تأثير الضغط الجوي على صحة الإنسان
- يحدث نقص التأكسج عند الصعود إلى ارتفاعات عالية، حيث ينخفض مستوى الأكسجين وتناقص كميته المتوفرة في الهواء بشكل ملحوظ.
- – كلما زادت سرعة الارتفاع، زادت سرعة حدوث النقصان في التأكسج، مما يمنع جسم الإنسان من التكيف الكافي مع تلك التغيرات.
- يُعَدّ الاستسقاء في الرئة من بين المؤثرات السلبية الحادة التي تحدث في المناطق المرتفعة، ويمكن أن يؤدي إلى ارتفاع نسب الوفيات
- يعد الاستسقاء في الدماغ من بين الآثار السلبية للبقاء لفترات طويلة على المرتفعات.
- تتمثل الحالة التي يمكن أن ترافق التواجد في المرتفعات في حدوث النزف في شبكية العين، وهذه الحالة غالبًا ما تحدث بدون أعراض، ويعود السبب في ذلك إلى ارتفاع منسوب تدفق الدم بالإضافة إلى التوسع الكبير في الأوعية الدموية الناتج عن نسبة الأكسجين المنخفضة.