رطوبت[۱] یانمناکی[۲] بهطور کلی به دو صورت رطوبت مطلق ورطوبت نسبی هوا در نظر گرفته میشود. رطوبت مطلق یا نسبت رطوبت عبارت است از مقدار جرمبخار آب بر حسب کیلوگرم یا گرم که در واحد حجم هوا موجود باشد. مقدار بخار آبی که برای اشباع یک حجم معین ازهوا نیاز است، با افزایش دمای هوا بیشتر میشود، بدین معنی که با افزایش دمای هوا، قابلیت ذخیرهسازی بخار آب در واحد حجم هوا افزایش مییابد. رطوبت نسبی مقدار رطوبت موجود در یک حجم هوا با دمای مشخص به حداکثر رطوبتی است که آن هوا میتواند در هماندما داشته باشد.[۳]هوای بدون بخار آب را هوای خشک میگویند. این نوع هوا در جو وجود ندارد، حتی در جو روی بیابانها و عرضهای بالا. هوای خشک به علاوهٔ رطوبت را هوای مرطوب میگویند. تبخیر که عامل مرطوب ساختن هوای خشک است، از سطحاقیانوسها و آبهای سطحی و تعرق، منبع رطوبت هوا، ایجاد ابرها وبارندگی است. حداکثر بخار آب موجود در جو ۴–۳ درصد است.
بخار آب موجود در جو در متعادل نگه داشتندمای جوکره زمین نقش عمدهای دارد؛ زیرا بخار آب امواج تشعشعی باطول موج بلند را جذب مینماید؛ بنابراین، اگر در جو مقدار بخار آب کم باشد، اختلاف درجه حرارت بسیار زیاد میشود.
برای تبدیل یک گرم آب به بخار آب در حدود ۵۴۰ کالری حرارت لازم است و این مقدار گرما از محیط اطراف جذب میشود. بدین جهت عمل تبخیر، گرماگیر یا سرمازا است. در صورتی که در عملمیعان حرارت آزاد شده موجب ازدیاد گرمای محیط میشود. هر چه هوا گرمتر باشد، بخار آب بیشتری میتواند در هوا ذخیره شود، ولی به هر حال ذخیره بخار آب در هوا محدود است. موقعی فرا میرسد که اگر بخار آب وارد هوا شود، به صورت ذرات ریز آب ظاهر میشود. در این حالت گفته میشود که هوا از بخار آب اشباع شدهاست.
مقدار بخار آب موجود در واحد حجم از هوا را رطوبت مطلق یا نسبت رطوبت میگویند. واحد آن گرم برمتر مکعب یا میلیگرم در لیتر است.
در حالت کلی هوای خشک راگاز کامل در نظر میگیریم و از قانون عمومی گازهای کامل pv = RT استفاده میکنیم. جرم یک متر مکعب هوا ۱۲۹۳ گرم و چگالی بخار آب نسبت به هوا ۰٫۶۲ است.
اگر مقدار حداکثر بخار آب در دمای ثابتی وارد هوا شود، گویند هوا در این درجه حرارت از بخار آب اشباع شده و دارای رطوبت اشباع میباشد: فشار یا کشش بخار آب را در این حالتفشار بخار اشباع شده در درجه حرارت مزبور مینامند.
بنا به تعریف، رطوبت نسبی، نسبت رطوبت مطلق در دمای t به رطوبت اشباع در همان دما مینامند. به عبارت دیگر نسبت بخار آب موجود در حجم معینی از هوا در دمای t به جرمِ بیشینه بخار آبی که میتواند در همین حجم در دمای t داشته باشد را رطوبت نسبی میگویند.
جو مخلوطی از گازهایی است که هر یک دارای فشار جزئی میباشند. فشار هوا در هر نقطه برابر مجموع فشارهای جزئی وارده از طرف هر گاز به انضمام بخار آب است. مقدار بخار آب موجود در هوا با مکان و زمان تغییر میکند. هرگاه فشار بالای سطح آب (یا زمین) در زمان معین و در دمای معین به صورت اشباع در آید، فشار جزئی بخار آب در آن زمان و دما را فشار اشباع گویند.
چنانچه هوا گرمتر شود موجب تبخیر مولکولهای بیشتری میشود تا آنکه فضای بالایی سطح آب (زمین) به حالت اشباع در میآید؛ بنابراین فشار بخار جزئی آب به دما بستگی دارد و با افزایش دما، فشار بخار اشباع نیز افزایش مییابد. هر چه دما کمتر باشد، مقدار بخار آب لازم برای رسیدن به مرحله اشباع کمتر است.
شبنمشبنم رطوبتی است متراکم که به صورت قطراتی روی اشیاء و سطوح مختلف مشاهده میگردد. در شبهای صاف و آرام ، زمیناز طریق تشعشع به سرعت سرد میشود و در نتیجه درجهحرارت آن از هوای مجاور کمتر میشود. آنگاه هوای اطراف که خنک شده بر اثر تماس با زمین تانقطهٔ شبنم سرد میشود.[۴]
هر گاه یک مخلوط هوا بخار با رطوبت مطلق ثابت، سرد شود، در درجه رطوبت معینی رطوبت نسبی آن به ۱۰۰٪ رسیده و اشباع میشود. درجه حرارتی را که رطوبت نسبی ۱۰۰٪ میشود را نقطه شبنم گویند.شبنم زمانی که تراکم در زیر دماهای نقطهانجماد رخ میدهد تشکیل میشود.[۴]
تغییرات شبانهروزی رطوبت نسبی برعکس تغییرات شبانهروزی درجه حرارت است. بیشینه آن کمی قبل ازطلوع آفتاب و کمینه آن در حدود ساعت ۲ بعد از ظهر است. تغییرات سالانه رطوبت نسبی منظم نیست و نسبت به موقعیت منطقه تغییر میکند. رطوبت نسبی نسبت به ارتفاع نیز کاملاً نامنظم است و نمیتوان قاعده خاصی برای آن بیان کرد. بهطوری که ممکن است در اطراف یک ابر رطوبت نسبی صد در صد باشد و در فاصله کمی از آن خیلی کمتر از این مقدار باشد