Atmospheric Humidity

നമ്മുടെ അന്തരീക്ഷത്തിൽ, പല കാരണങ്ങൾ കൊണ്ടും, വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട ഒരു constituent ആണ് water vapour. എന്നാൽ, atmosphere ലെ ഈ water vapour content നെ പല രീതിയിൽ നമുക്ക് express ചെയ്യാം. അതിലൊന്നാണ് humidity. പക്ഷെ, humidity തന്നെ പ്രധാനമായി, 3 രീതിയിൽ ഉണ്ട്. Absolute humidity, Specific humidity, and Relative humidity. ഇതൊക്കെ എന്താണ്, എങ്ങിനെ ഇവതമ്മിൽ വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു എന്നൊക്കെ നോക്കാം.

.

Atmosphere ൽ നിന്ന് ഒരു ലിറ്റർ air എടുക്കുക. അതിൽ എത്ര ഗ്രാം water vapour ഉണ്ടോ, അതാണ്‌ Absolute humidity. അതായത്, mass of water vapour per unit volume of air. സ്വാഭാവികമായും ഇതിന്റെ യൂണിറ്റ് gram/liter ആയിരിക്കുമല്ലോ.

ഇനി, എന്താണ് specific humidity ?

നേരത്തേ Atmosphere ൽ നിന്ന് ഒരു ലിറ്റർ എയർ എടുതിരുന്നല്ലോ, അത് ഒന്ന് തൂക്കി നോക്കുക. അതിന്റെ മാസ്സ് M ആണെന്ന് കരുതുക. ഇനി നമ്മൾ, നേരത്തേ തന്നെ അതിൽ എത്ര ഗ്രാം water vapour ഉണ്ടെന്നു കണ്ടുവചിരുന്നു. അത് m ആണെന്നും കരുതുക. എങ്കിൽ m/M നെ ആണ് specific humidity എന്നുപറയുന്നത്. അതായത്, ratio of mass of water vapour to total mass of air.ഇത് സാധാരണ, mg/g ലോ, g/kg ലോ ആണ് express ചെയ്യുന്നത്.

മൂന്നാമതൊരാൾ കൂടിയുണ്ട് – Relative humidity. അതെന്താണെന്ന് നോക്കാം

സാമാന്യം ആരോഗ്യമുള്ള, ഒരു 30 വയസ്സുകാരൻ 10 കിലോ weight ഉള്ള ഒരു സംഗതി എടുക്കുന്നു എന്നുകരുതുക. പക്ഷെ, അയാളുടെ ആരോഗ്യം വച്ച് നോക്കിയാൽ അയാൾക്ക്‌ 20 കിലോ വരെ എടുക്കാം. എന്നാൽ അയാൾ, പരമാവധിയുടെ പകുതി മാത്രമേ (ie, 50%) എടുത്തുള്ളൂ. ഇനി 10 വയസ്സുള്ള ഒരു കുട്ടി 5 കിലോ weight ഉള്ള ഒരു സംഗതി എടുത്തു എന്നുകരുതുക. 10 വയസ്സല്ലേ ആയിട്ടുള്ളൂകുട്ടിക്ക് പരമാവധി 5 കിലോയെ എടുക്കാൻ കഴിയൂ. അതായത്, കുട്ടിയുടെ ആരോഗ്യം വച്ച് എത്ര എടുക്കാമോ അത്ര തന്നെ ആകു ട്ടി എടുത്തു (ie, 100%). പക്ഷെ, എടുക്കുന്ന ആളുകളുടെ പ്രായം ഒന്നും പരിഗണിക്കുന്നില്ല എങ്കിൽ, കൂടുതൽ weight എടുത്തത്‌ 30വയസ്സുകാരൻ ആണ്. എന്നാൽ, ഓരോരുത്തർക്ക് എടുക്കാൻ കഴിയുന്ന weight പരിഗണിച്ചു നോക്കിയാൽ, 30 വയസ്സുകാരൻ അയാൾക്ക്‌ കഴിയുന്നതിന്റെ 50%മാത്രമേ എടുത്തുള്ളൂ എന്നും 10 വയസ്സുകാരൻ അയാൾക്ക്‌ കഴിയുന്നതിന്റെ 100% എടുത്തതായും മനസ്സിലാക്കാം. ഇതാണ് relative humidity യുടെ concept.

പ്രായം അനുസരിച്ച് weight എടുക്കാനുള്ള കഴിവ് കൂടും എന്നതുപോലെ (അപ്പൂപ്പൻമാരുടെ പ്രായം വരെ പോകണ്ടാട്ടോ… 😉 ) temperature കൂടുന്നത് അനുസരിച്ച് air ന് water vapour hold ചെയ്യാനുള്ള capacity കൂടുമല്ലോ. അതായത്, ഓരോ temperature ലും pressure ലും air ന്റെ water holding capacity ക്ക് ഒരു maximum value ഉണ്ട്. ഈ maximum value നെ അപേക്ഷിച്ച് water vapour content നെ express ചെയ്യുന്നതാണ് relative humidity.

ഇനി ഒരു ഉദാഹരണം നോക്കാം, 20 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് ലും, 1000 hPa pressure ലും ഉള്ള 1 kg air parcel ന് 2 ഗ്രാം water vapour hold ചെയ്യാം എന്ന് കരുതുക. നമ്മളെടുത്ത parcel 2 ഗ്രാം തന്നെ ഉണ്ടെങ്കിൽ, relative humidity എത്രയാ ? ഇപോ ഉള്ളത് 2 ഗ്രാം. maximum hold ചെയ്യാവുന്നത് 2 ഗ്രാം. അതായത്, relative humidity = 2/2 *100 = 100%. Parcel saturated ആണെന്നർത്ഥം. It is usually expressed in percentage.

ഇനി നമ്മുടെ parcel നെ ഒന്ന് ചൂടാക്കാം. അങ്ങിനെ 30 ഡിഗ്രി വരെ ചൂടാക്കി എന്ന് കരുതുക. Temperature കൂടിയ സ്ഥിതിക്ക് water holding capacity യും കൂടിയിട്ടുണ്ടാവുമല്ലോ. ഇപോ water holding capacity 4 ഗ്രാം ആയെന്നു വിചാരിക്കൂ. എന്നാൽ, നമ്മുടെ parcel ൽ ആകെ 2 ഗ്രാം water vapour മാത്രമേ ഉള്ളൂ. അതായത്, maximum capacity യുടെ നേരെ പകുതി. അപ്പോൾ, RH = 2/4 *100 = 50%. പക്ഷെ, അപ്പോഴും specific humidity പഴയതു തന്നെയാണ് !!!

Relative humidity യും specific humidity യും atmospheric science ലും ocean-atmosphere interaction ലും പലപ്പോഴായി
ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്
. എങ്കിലും, പ്രത്യേകിച്ച് ഒന്നും സൂചിപ്പിക്കാതെ humidity എന്ന് മാത്രം പറയുകയാണെങ്കിൽ അവിടെ relative humidity ആയിരിക്കും ഉദ്ദേശിക്കുന്നത്.

 

Further Reading:

  • An Introduction to Theoretical Meteorology – S L Hess
  • Atmospheric Science – An Introductory Survey – Wallace and Hobbs
  • Fundamentals of Atmospheric Physics – M L Salby
Advertisements

4 thoughts on “Atmospheric Humidity

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s