بخار الماء

📅 آخر تحديث: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 12 صور
الموسوعة الحرة

ارتفعت كمية بخار الماء في الغلاف الجوي للأرض خلال العقود الأخيرة، [ 1 ] مما جعل أحداث هطول الأمطار الغزيرة أكثر حدة. [ 2 ]

بخار الماء هو الحالة الغازية للماء ، وهو إحدى حالات الماء في الغلاف المائي. يتكون بخار الماء من تبخر أو غليان الماء السائل ، أو من تسامي الجليد . يتميز بخار الماء بشفافيته، كمعظم مكونات الغلاف الجوي. [ 3 ] في الظروف الجوية العادية، يتولد بخار الماء باستمرار عن طريق التبخر، ويُزال عن طريق التكثيف . وهو أقل كثافة من معظم مكونات الهواء الأخرى ، مما يُحفز تيارات الحمل الحراري التي قد تؤدي إلى تكوّن السحب والضباب.

باعتباره مكونًا من مكونات الغلاف المائي للأرض ودورة المياه، يتواجد بخار الماء بوفرة في الغلاف الجوي للأرض ، حيث يعمل كغاز دفيئة ومساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري، مما يجعله أكثر تأثيرًا في ظاهرة الاحتباس الحراري الكلية من الغازات غير القابلة للتكثيف مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان . وقد كان استخدام بخار الماء، على شكل بخار ، مهمًا في الطهي، ومكونًا رئيسيًا في أنظمة إنتاج الطاقة والنقل منذ الثورة الصناعية .

يُعدّ بخار الماء مكونًا شائعًا نسبيًا في الغلاف الجوي، إذ يوجد حتى في الغلاف الجوي الشمسي ، وكذلك في جميع كواكب المجموعة الشمسية ، وفي العديد من الأجرام السماوية ، بما في ذلك الأقمار الطبيعية والمذنبات وحتى الكويكبات الكبيرة . وبالمثل، فإنّ رصد بخار الماء خارج المجموعة الشمسية يُشير إلى توزيع مماثل في أنظمة كوكبية أخرى. كما يُمكن أن يكون بخار الماء دليلًا غير مباشر يدعم وجود الماء السائل خارج الأرض في حالة بعض الأجرام ذات الكتلة الكوكبية.

يُشار إلى بخار الماء، الذي يتفاعل مع تغيرات درجة الحرارة، باسم " التغذية الراجعة "، لأنه يُضخّم تأثير القوى التي تُسبب الاحترار في البداية. ولذلك، فهو غاز دفيئة. [ 4 ]

ملكيات

تبخر

عندما تغادر جزيئة ماء سطحًا ما وتنتشر في الغاز المحيط، يُقال إنها تبخرت . كل جزيئة ماء تنتقل بين حالتين، حالة سائلة (أكثر ارتباطًا) وحالة بخار/غاز أقل ارتباطًا، تفعل ذلك من خلال امتصاص أو إطلاق طاقة حركية . يُعرَّف إجمالي الطاقة الحركية المنتقلة هذه بالطاقة الحرارية، ولا يحدث ذلك إلا عند وجود فرق في درجة حرارة جزيئات الماء. الماء السائل الذي يتحول إلى بخار ماء يأخذ معه كمية من الحرارة، في عملية تُسمى التبريد التبخيري . [ 5 ] تحدد كمية بخار الماء في الهواء مدى تكرار عودة الجزيئات إلى السطح. عندما يحدث تبخر صافٍ، يتعرض جسم الماء لتبريد صافٍ يتناسب طرديًا مع فقدان الماء.

في الولايات المتحدة، تقيس هيئة الأرصاد الجوية الوطنية معدل التبخر الفعلي من سطح مائي مفتوح معياري في مواقع مختلفة في جميع أنحاء البلاد. وتفعل جهات أخرى الشيء نفسه حول العالم. تُجمع البيانات الأمريكية وتُصنف في خريطة تبخر سنوية. [ 6 ] تتراوح القياسات من أقل من 30 بوصة إلى أكثر من 120  بوصة سنويًا. ويمكن استخدام معادلات لحساب معدل التبخر من سطح مائي مثل حوض السباحة. [ 7 ] [ 8 ] في بعض البلدان، يتجاوز معدل التبخر معدل الهطول بكثير .

يُقيّد التبريد التبخيري الظروف الجوية . الرطوبة هي كمية بخار الماء في الهواء، ويُقاس محتوى البخار بأجهزة تُعرف باسم مقاييس الرطوبة . تُعبّر القياسات عادةً عن الرطوبة النوعية أو النسبة المئوية للرطوبة النسبية . تُحدد درجة حرارة الغلاف الجوي وسطح الماء ضغط بخار الماء عند الاتزان؛ وتصل الرطوبة النسبية إلى 100% عندما يتساوى الضغط الجزئي لبخار الماء مع ضغط بخار الماء عند الاتزان. تُعرف هذه الحالة غالبًا بالتشبع الكامل. تتراوح الرطوبة من 0  غرام لكل متر مكعب في الهواء الجاف إلى 30  غرامًا لكل متر مكعب (0.03 أونصة لكل قدم مكعب) عند تشبع البخار عند 30  درجة مئوية. [ 9 ]

استعادة النيازك في القارة القطبية الجنوبية ( ANSMET )
صورة مجهرية إلكترونية لنسيج شعيري مُجمد ومُحفور

التسامي

التسامي هو العملية التي تغادر فيها جزيئات الماء سطح الجليد مباشرةً دون أن تتحول إلى ماء سائل. يُفسر التسامي الاختفاء البطيء للجليد والثلج في منتصف الشتاء عند درجات حرارة منخفضة جدًا لا تُسبب الذوبان. تُظهر القارة القطبية الجنوبية هذه الظاهرة بشكلٍ فريد، فهي القارة الأقل هطولًا للأمطار على وجه الأرض. [ 10 ] ونتيجةً لذلك، توجد مساحات شاسعة حيث تسمّيت طبقات الثلج التي تراكمت على مدى آلاف السنين ، تاركةً وراءها ما كانت تحتويه من مواد غير متطايرة. يُعدّ هذا الأمر بالغ الأهمية لبعض التخصصات العلمية، ومن الأمثلة البارزة على ذلك مجموعة النيازك التي تُركت مكشوفة بأعداد غير مسبوقة وفي حالة حفظ ممتازة.

يُعدّ التسامي عمليةً مهمةً في تحضير أنواعٍ مُحددةٍ من العينات البيولوجية للفحص المجهري الإلكتروني الماسح . عادةً ما تُحضّر العينات بالتجميد العميق والتجميد والكسر ، وبعد ذلك يُجرى حفر السطح المكسور بالتجميد، حيث يُعرّض للفراغ حتى يُظهر المستوى المطلوب من التفاصيل. [ 11 ] تُتيح هذه التقنية إمكانية إظهار جزيئات البروتين، وبنية العضيات ، والطبقات الدهنية الثنائية بدرجةٍ منخفضةٍ جدًا من التشوه.

التكثيف

السحب، التي تتشكل من بخار الماء المتكثف

لا يتكثف بخار الماء على سطح آخر إلا عندما يكون هذا السطح أبرد من درجة حرارة نقطة الندى ، أو عندما يتجاوز توازن بخار الماء في الهواء درجة حرارة نقطة الندى. وعندما يتكثف بخار الماء على سطح ما، يحدث ارتفاع صافٍ في درجة حرارة ذلك السطح. [ 12 ] تحمل جزيئات الماء معها طاقة حرارية. ونتيجة لذلك، تنخفض درجة حرارة الغلاف الجوي انخفاضًا طفيفًا. [ 13 ] في الغلاف الجوي، يُنتج التكثف السحب والضباب والهطول (عادةً فقط عند وجود نوى تكثف السحب ). نقطة ندى كتلة الهواء هي درجة الحرارة التي يجب أن تبرد إليها قبل أن يبدأ بخار الماء في الهواء بالتكثف. ويؤدي التكثف في الغلاف الجوي إلى تكوين قطرات السحب.

كذلك، يحدث تكثف صافٍ لبخار الماء على الأسطح عندما تكون درجة حرارة السطح مساوية أو أقل من درجة حرارة نقطة الندى في الغلاف الجوي. أما الترسيب فهو تحول طوري منفصل عن التكثف، ويؤدي إلى التكوين المباشر للجليد من بخار الماء. ويُعدّ الصقيع والثلج مثالين على الترسيب.

توجد عدة آليات للتبريد التي يحدث من خلالها التكثيف: 1) فقدان الحرارة المباشر عن طريق التوصيل أو الإشعاع. 2) التبريد الناتج عن انخفاض ضغط الهواء المصاحب لصعود الهواء، والمعروف أيضًا بالتبريد الأديباتي . يمكن أن يرتفع الهواء بفعل الجبال التي تحرفه إلى الأعلى، أو بفعل الحمل الحراري، أو بفعل الجبهات الباردة والدافئة. 3) التبريد الحملي - التبريد الناتج عن الحركة الأفقية للهواء.

الأهمية والاستخدامات

  • يوفر الماء للنباتات والحيوانات: يتحول بخار الماء إلى مطر وثلج يعملان كمصدر طبيعي للمياه للنباتات والحيوانات.
  • يتحكم في التبخر: يؤدي وجود بخار الماء الزائد في الهواء إلى تقليل معدل التبخر.
  • يحدد الظروف المناخية: يؤدي وجود بخار الماء الزائد في الهواء إلى إنتاج المطر والضباب والثلج وما إلى ذلك. وبالتالي، فهو يحدد الظروف المناخية.

التفاعلات الكيميائية

ينتج الماء عن عدد من التفاعلات الكيميائية. إذا حدثت هذه التفاعلات عند درجات حرارة أعلى من نقطة ندى الهواء المحيط، يتشكل الماء على هيئة بخار، مما يزيد من الرطوبة المحلية. أما إذا كانت درجة الحرارة أقل من نقطة الندى، فيحدث تكثف موضعي. ومن التفاعلات الشائعة التي ينتج عنها الماء احتراق الهيدروجين أو الهيدروكربونات في الهواء أو مخاليط غازية أخرى تحتوي على الأكسجين ، أو نتيجة تفاعلات مع المؤكسدات.

وبالمثل، يمكن أن تحدث تفاعلات كيميائية أو فيزيائية أخرى في وجود بخار الماء مما يؤدي إلى تكوين مواد كيميائية جديدة مثل الصدأ على الحديد أو الفولاذ، أو حدوث البلمرة (تتصلب بعض أنواع رغوة البولي يوريثان ومواد لاصقة السيانوأكريلات عند تعرضها لرطوبة الجو) أو تغير الأشكال كما هو الحال عندما تمتص المواد الكيميائية اللامائية كمية كافية من البخار لتشكيل بنية بلورية أو تغيير بنية موجودة، مما يؤدي أحيانًا إلى تغيرات لونية مميزة يمكن استخدامها للقياس .

قياس

يمكن قياس كمية بخار الماء في وسط ما بشكل مباشر أو عن بُعد بدرجات متفاوتة من الدقة. تُعدّ طرق القياس عن بُعد، مثل الامتصاص الكهرومغناطيسي، ممكنة من الأقمار الصناعية فوق الغلاف الجوي للكواكب. أما الطرق المباشرة، فتستخدم محولات إلكترونية، أو مقاييس حرارة رطبة، أو مواد ماصة للرطوبة لقياس التغيرات في الخصائص الفيزيائية أو الأبعاد.

واسطةنطاق درجة الحرارةعدم اليقين في القياسالتردد النموذجي للقياستكلفة النظامملحوظات
مقياس الرطوبة المعلقهواءمن -10 إلى 50  درجة مئوية (من 14 إلى 122  درجة فهرنهايت)منخفض إلى متوسطبالساعةقليل
التحليل الطيفي القائم على الأقمار الصناعيةهواءمن -80 إلى 60  درجة مئوية (من -112 إلى 140  درجة فهرنهايت)قليلمرتفع جداً
مستشعر سعويالهواء/الغازاتمن -40 إلى 50  درجة مئوية (من -40 إلى 122  درجة فهرنهايت)معتدل0.5–20  ثانيةواسطةعرضة للتشبع/التلوث بمرور الوقت
مستشعر سعوي دافئالهواء/الغازاتمن -15 إلى 50  درجة مئوية (من 5 إلى 122  درجة فهرنهايت)متوسط ​​إلى منخفض0.5–20  ثانية (تعتمد على درجة الحرارة)متوسط ​​إلى مرتفععرضة للتشبع/التلوث بمرور الوقت
مستشعر مقاومالهواء/الغازاتمن -10 إلى 50  درجة مئوية (من 14 إلى 122  درجة فهرنهايت)معتدل60  ثانيةواسطةعرضة للتلوث
خلية ندى من كلوريد الليثيومهواءمن -30 إلى 50  درجة مئوية (من -22 إلى 122  درجة فهرنهايت)معتدلمستمرواسطةانظر خلية الندى
كلوريد الكوبالت (II)الهواء/الغازاتمن 0 إلى 50  درجة مئوية (من 32 إلى 122  درجة فهرنهايت)عالي300 ثانية (5 دقائق)  منخفض جداًتُستخدم غالبًا في بطاقة مؤشر الرطوبة
مطيافية الامتصاصالهواء/الغازاتمعتدلعالي
أكسيد الألومنيومالهواء/الغازاتمعتدلواسطةانظر تحليل الرطوبة
أكسيد السيليكونالهواء/الغازاتمعتدلواسطةانظر تحليل الرطوبة
الامتصاص الكهروإجهاديالهواء/الغازاتمعتدلواسطةانظر تحليل الرطوبة
التحليل الكهربائيالهواء/الغازاتمعتدلواسطةانظر تحليل الرطوبة
شد الشعرهواءمن 0 إلى 40  درجة مئوية (من 32 إلى 104  درجة فهرنهايت)عاليمستمرمنخفض إلى متوسطيتأثر بدرجة الحرارة. ويتأثر سلبًا بالتركيزات العالية لفترات طويلة
مقياس التعكرالهواء/الغازاتقليلمرتفع جداً
جلد غولدبيتر (البريتونيوم البقري)هواءمن -20 إلى 50  درجة مئوية (من -4 إلى 122  درجة فهرنهايت)معتدل (مع بعض التصحيحات)بطيء، وأبطأ عند درجات الحرارة المنخفضةقليلدليل المنظمة العالمية للأرصاد الجوية [ 14 ]
ليمان-ألفاتردد عاليعالييتطلب معايرة متكررة
مقياس الرطوبة الوزنيمنخفض جداًمرتفع جداًتُعرف هذه المعايير الوطنية المستقلة التي تم تطويرها في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة والاتحاد الأوروبي واليابان باسم المصادر الأولية.
واسطةنطاق درجة الحرارة (درجة مئوية)عدم اليقين في القياستردد القياس النموذجيتكلفة النظامملحوظات

التأثير على كثافة الهواء

بخار الماء أخف أو أقل كثافة من الهواء الجاف . [ 15 ] [ 16 ] عند درجات حرارة متساوية، يكون بخار الماء طافيًا بالنسبة للهواء الجاف، حيث تبلغ كثافة الهواء الجاف عند درجة الحرارة والضغط القياسيين (273.15 كلفن، 101.325 كيلو باسكال) 1.27 جم/لتر، بينما يبلغ ضغط بخار  الماء عند درجة الحرارة القياسية 0.6 كيلو باسكال وكثافته أقل بكثير تبلغ 0.0048 جم/لتر. 

الحسابات

حسابات كثافة بخار الماء والهواء الجاف عند درجة حرارة 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت) :  

  • الكتلة المولية للماء هي 18.02 جم/مول ، كما تم حسابها من مجموع الكتل الذرية لذراته المكونة . [ 17 ]
  • متوسط ​​الكتلة المولية للهواء (حوالي 78% نيتروجين ( N2 ) ؛ 21 % أكسجين ( O2 )؛ 1% غازات أخرى) هو28.57  جم/مول عند درجة الحرارة والضغط القياسيين ( STP ).
  • وفقًا لقانون أفوجادرو وقانون الغاز المثالي ، يكون للهواء الرطب كثافة أقل من الهواء الجاف. عند أقصى تشبع (أي الرطوبة النسبية = 100% عند 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت) )، تنخفض الكثافة إلى  28.51  جم/مول .
  • تشير ظروف الضغط والحرارة القياسية (STP) إلى درجة حرارة 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت) ، حيث تكون قدرة الماء على التبخر محدودة للغاية. تركيزه في الهواء منخفض جدًا عند 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت) . يمثل الخط الأحمر على الرسم البياني إلى اليمين الحد الأقصى لتركيز بخار الماء المتوقع عند درجة حرارة معينة. يزداد تركيز بخار الماء بشكل ملحوظ مع ارتفاع درجة الحرارة، ليقترب من 100% ( بخار ، بخار ماء نقي) عند 100 درجة مئوية (212 درجة فهرنهايت) . ومع ذلك، سيظل الفرق في الكثافة بين الهواء وبخار الماء قائمًا.      0.598  غ/ل مقابل1.27  غ/ل ).

عند درجات حرارة متساوية

عند نفس درجة الحرارة، يكون عمود الهواء الجاف أكثر كثافةً أو أثقل من عمود الهواء المحتوي على بخار الماء، حيث أن الكتلة المولية لكل من النيتروجين ثنائي الذرة والأكسجين ثنائي الذرة أكبر من الكتلة المولية للماء. وبالتالي، فإن أي حجم من الهواء الجاف سيغوص إذا وُضع في حجم أكبر من الهواء الرطب. كما أن حجمًا من الهواء الرطب سيرتفع أو يصبح طافيًا إذا وُضع في منطقة أكبر من الهواء الجاف. ومع ارتفاع درجة الحرارة، تزداد نسبة بخار الماء في الهواء، وبالتالي تزداد طفوه. ويمكن أن يكون لزيادة الطفو تأثير كبير على الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى نشوء تيارات هوائية صاعدة قوية وغنية بالرطوبة عندما تصل درجة حرارة الهواء ودرجة حرارة البحر إلى 25  درجة مئوية أو أعلى. وتوفر هذه الظاهرة قوة دافعة كبيرة للأنظمة الجوية الإعصارية والمضادة للإعصار (الأعاصير المدارية).

التنفس

يُعدّ بخار الماء ناتجًا ثانويًا لعملية التنفس في النباتات والحيوانات. وتزداد مساهمته في الضغط الجوي مع ازدياد تركيزه. كما تزداد مساهمته في الضغط الجزئي للهواء، مما يُقلل من مساهمة الغازات الأخرى في الضغط الجزئي (قانون دالتون) . ويجب أن يبقى الضغط الجوي الكلي ثابتًا. ويؤدي وجود بخار الماء في الهواء بشكل طبيعي إلى تخفيف تركيز مكونات الهواء الأخرى أو إزاحتها مع ازدياد تركيزه.

قد يؤثر ذلك على التنفس. ففي الهواء الدافئ جداً (35  درجة مئوية)، تكون نسبة بخار الماء كبيرة بما يكفي لإحداث الشعور بالاختناق الذي يمكن الشعور به في ظروف الغابات الاستوائية الرطبة أو في المباني سيئة التهوية.

غاز الرفع

يتميز بخار الماء بكثافة أقل من كثافة الهواء ، ولذلك فهو يطفو في الهواء، لكن ضغطه البخاري أقل من ضغط الهواء. عند استخدام بخار الماء كغاز رافع في المنطاد الحراري، يُسخّن البخار ليتحول إلى بخار ماء، ما يجعل ضغطه البخاري أعلى من ضغط الهواء المحيط، وذلك للحفاظ على شكل "بالون بخاري" نظري، وهو ما يُعطي قوة رفع تُعادل 60% تقريبًا من قوة رفع الهيليوم، وضعف قوة رفع الهواء الساخن. [ 18 ]

مناقشة عامة

تُحدَّد كمية بخار الماء في الغلاف الجوي بقيود الضغط الجزئي ودرجة الحرارة. وتُعدّ درجة حرارة نقطة الندى والرطوبة النسبية بمثابة مؤشرات لعملية بخار الماء في دورة الماء . ويمكن أن يؤدي مدخلات الطاقة، مثل ضوء الشمس، إلى زيادة التبخر على سطح المحيط أو زيادة التسامي على كتلة جليدية على قمة جبل. ويُعطي التوازن بين التكثيف والتبخر الكمية التي تُسمى الضغط الجزئي للبخار .

يختلف أقصى ضغط جزئي ( ضغط التشبع ) لبخار الماء في الهواء باختلاف درجة حرارة خليط الهواء وبخار الماء. توجد عدة صيغ تجريبية لحساب هذه الكمية؛ وأكثر الصيغ المرجعية استخدامًا هي معادلة جوف-غراتش لحساب ضغط بخار الماء فوق الماء السائل عند درجات حرارة أقل من الصفر المئوي.

سجل10⁡(ص)=-7.90298(373.16تي-1)+5.02808سجل10⁡373.16تي-1.3816×10-7(1011.344(1-تي373.16)-1)+8.1328×10-3(10-3.49149(373.16تي-1)-1)+سجل10⁡(1013.246){\displaystyle {\begin{aligned}\log _{10}\left(p\right)=&-7.90298\left({\frac {373.16}{T}}-1\right)+5.02808\log _{10}{\frac {373.16}{T}}\\&-1.3816\times 10^{-7}\left(10^{11.344\left(1-{\frac {T}{373.16}}\right)}-1\right)\\&+8.1328\times 10^{-3}\left(10^{-3.49149\left({\frac {373.16}{T}}-1\right)}-1\right)\\&+\log _{10}\left(1013.246\right)\end{aligned}}}

حيث T ، درجة حرارة الهواء الرطب، معطاة بوحدات الكلفن ، و p معطاة بوحدات الميليبار ( هكتوباسكال ).

تكون هذه الصيغة صالحة في نطاق درجات حرارة يتراوح بين -50 و102  درجة مئوية تقريبًا؛ إلا أن عدد قياسات ضغط بخار الماء فوق الماء السائل فائق التبريد محدود للغاية. وهناك عدد من الصيغ الأخرى التي يمكن استخدامها. [ 19 ]

في ظل ظروف معينة، كوصول الماء إلى درجة الغليان، يحدث تبخر صافٍ دائمًا في الظروف الجوية العادية بغض النظر عن نسبة الرطوبة النسبية. وتؤدي هذه العملية الفورية إلى تبديد كميات هائلة من بخار الماء في جو أكثر برودة.

يكون هواء الزفير في حالة توازن شبه تام مع بخار الماء عند درجة حرارة الجسم. في الهواء البارد، يتكثف بخار الزفير بسرعة، فيظهر على شكل ضباب أو رذاذ من قطرات الماء، وعلى شكل تكثف أو صقيع على الأسطح. ويُعدّ تكثف قطرات الماء هذه من هواء الزفير أساس اختبار مكثف هواء الزفير ، وهو اختبار تشخيصي طبي متطور.

يُعدّ التحكم في بخار الماء في الهواء من أهمّ الاعتبارات في صناعة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC). فالراحة الحرارية تعتمد على رطوبة الهواء. وتُعرف حالات الراحة غير البشرية بالتبريد ، وهي تتأثر أيضاً ببخار الماء. على سبيل المثال، تستخدم العديد من متاجر المواد الغذائية، كالمتاجر الكبرى، خزائن تبريد مفتوحة، أو ما يُعرف بثلاجات عرض الطعام ، مما يُقلّل بشكل ملحوظ من ضغط بخار الماء (يُخفّض الرطوبة). لهذه الممارسة فوائد عديدة، ولكنها تنطوي أيضاً على بعض المشاكل.

في الغلاف الجوي للأرض

أدلة على زيادة كميات بخار الماء في طبقة الستراتوسفير بمرور الوقت في بولدر، كولورادو.

يمثل بخار الماء مكونًا صغيرًا ولكنه ذو أهمية بيئية بالغة في الغلاف الجوي . تتراوح نسبة بخار الماء في الهواء السطحي من 0.01% عند درجة حرارة -42 درجة مئوية (-44 درجة فهرنهايت) [ 20 ] إلى 4.24% عندما تكون نقطة الندى 30 درجة مئوية (86 درجة فهرنهايت) [ 21 ] . يوجد أكثر من 99% من الماء في الغلاف الجوي على شكل بخار، وليس ماءً سائلًا أو جليدًا [ 22 ] ، ويوجد ما يقارب 99.13% من بخار الماء في طبقة التروبوسفير . يُعد تكثف بخار الماء إلى الحالة السائلة أو الجليدية مسؤولًا عن تكوّن السحب والأمطار والثلوج وأنواع الهطول الأخرى ، والتي تُعتبر جميعها من أهم عناصر ما نختبره من طقس. على نحو أقل وضوحًا، تُعدّ الحرارة الكامنة للتبخر ، التي تُطلق في الغلاف الجوي عند حدوث التكثيف، أحد أهمّ عناصر ميزانية الطاقة الجوية على المستويين المحلي والعالمي. فعلى سبيل المثال، يُعدّ إطلاق الحرارة الكامنة في الحمل الحراري الجوي مسؤولًا بشكل مباشر عن تغذية العواصف المدمرة كالأعاصير المدارية والعواصف الرعدية الشديدة . ويُعتبر بخار الماء غازًا دفيئًا هامًا [ 23 ] [ 24 ] نظرًا لوجود رابطة الهيدروكسيل التي تمتصّ الأشعة تحت الحمراء بقوة .    

يُعدّ بخار الماء "الوسط العامل" في المحرك الديناميكي الحراري للغلاف الجوي، الذي يحوّل الطاقة الحرارية من أشعة الشمس إلى طاقة ميكانيكية على شكل رياح. ويتطلب تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية مستويين حراريين، علوي وسفلي، بالإضافة إلى وسط عامل ينتقل بينهما ذهابًا وإيابًا. يُمثّل سطح الأرض، سواءً كان تربة أو مياه، المستوى الحراري العلوي، حيث يمتصّ الإشعاع الشمسي الوارد ويسخن، مُبخرًا الماء. يكون الهواء الرطب والدافئ على سطح الأرض أخفّ من الهواء المحيط به، فيرتفع إلى الحدّ العلوي للتروبوسفير. هناك، تُشعّ جزيئات الماء طاقتها الحرارية إلى الفضاء الخارجي، مُبرّدةً الهواء المحيط. يُشكّل الغلاف الجوي العلوي المستوى الحراري السفلي للمحرك الديناميكي الحراري للغلاف الجوي. يتكثّف بخار الماء في الهواء البارد ويسقط على الأرض على شكل مطر أو ثلج. كما يهبط الهواء البارد والجاف، الأثقل وزنًا، إلى الأرض أيضًا. وهكذا، تُنشئ الآلية الديناميكية الحرارية للغلاف الجوي تيارات حمل حراري رأسية، تنقل الحرارة من سطح الأرض إلى طبقات الجو العليا، حيث تشعها جزيئات الماء إلى الفضاء الخارجي. وبسبب دوران الأرض وقوى كوريوليس الناتجة، يتحول هذا الحمل الحراري الرأسي في الغلاف الجوي إلى حمل حراري أفقي، على شكل أعاصير ومضادات أعاصير، تنقل المياه المتبخرة فوق المحيطات إلى باطن القارات، مما يُتيح نمو النباتات. [ 25 ]

لا يقتصر الأمر على أن درجة حرارة الماء في الغلاف الجوي للأرض أقل من درجة غليانه ( 100 درجة مئوية (212 درجة فهرنهايت) )، بل إنها تنخفض أيضًا عند الارتفاعات العالية إلى ما دون درجة تجمده ( 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت) )، وذلك بسبب قوة التجاذب القطبي العالية للماء . وبالنظر إلى كميته، فإن بخار الماء يمتلك نقطة ندى ونقطة تجمد مهمة ، على عكس ثاني أكسيد الكربون والميثان، على سبيل المثال. وبالتالي، فإن ارتفاع بخار الماء يُمثل جزءًا صغيرًا من ارتفاع الغلاف الجوي ككل، [26] [27] [28] حيث يتكثف الماء ويخرج ، بشكل أساسي في طبقة التروبوسفير ، وهي الطبقة السفلى من الغلاف الجوي . [ 29 ] أما ثاني أكسيد الكربون ( CO2 ) والميثان ، نظرًا لاختلاطهما الجيد في الغلاف الجوي، فيميلان إلى الارتفاع فوق بخار الماء. ويساهم امتصاص وانبعاث كلا المركبين في انبعاثات الأرض إلى الفضاء، وبالتالي في ظاهرة الاحتباس الحراري الكوكبي . [ 27 ] [ 30 ] [ 31 ] يمكن رصد هذا التأثير الدفيء بشكل مباشر، من خلال خصائص طيفية مميزة مقارنةً ببخار الماء، وقد لوحظ ازدياده مع ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون . [ 32 ] في المقابل، يُحدث إضافة بخار الماء على ارتفاعات عالية تأثيرًا غير متناسب، ولهذا السبب تُحدث حركة الطائرات النفاثة [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] تأثيرًا احتراريًا مرتفعًا بشكل غير متناسب. كما يُعد أكسدة الميثان مصدرًا رئيسيًا لبخار الماء في طبقة الستراتوسفير، [ 36 ] ويُضيف حوالي 15% إلى تأثير الميثان على الاحتباس الحراري العالمي. [ 37 ]    

في غياب غازات الدفيئة الأخرى، سيتكثف بخار الماء على سطح الأرض؛ [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] وقد حدث هذا على الأرجح ، وربما أكثر من مرة. ولذلك، يميز العلماء بين غازات الدفيئة غير القابلة للتكثيف (المحركة) والغازات القابلة للتكثيف (المدفوعة)، أي آلية التغذية الراجعة لبخار الماء المذكورة أعلاه. [ 41 ] [ 24 ] [ 23 ]

يتشكل الضباب والسحب من خلال تكثف بخار الماء حول نوى التكثف السحابية . في غياب هذه النوى، لا يحدث التكثف إلا عند درجات حرارة منخفضة للغاية. ومع استمرار التكثف أو الترسيب، تتشكل قطرات السحب أو رقاقات الثلج، التي تتساقط عندما تصل إلى كتلة حرجة.

يختلف تركيز بخار الماء في الغلاف الجوي اختلافًا كبيرًا بين المواقع والأوقات، من10  جزء في المليون في أبرد الهواء إلى 5% ( يبلغ تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي 50,000 جزء في المليون في الهواء الاستوائي الرطب، [ 42 ] ويمكن قياسه باستخدام مزيج من الرصد الأرضي، وبالونات الأرصاد الجوية، والأقمار الصناعية. [ 43 ] ويُستنزف محتوى الماء في الغلاف الجوي باستمرار بفعل الهطول، بينما يُعاد تغذيته باستمرار عن طريق التبخر، وخاصة من المحيطات والبحيرات والأنهار والتربة الرطبة. وتشمل المصادر الأخرى للماء في الغلاف الجوي الاحتراق، والتنفس، والانفجارات البركانية، ونتح النباتات، والعديد من العمليات البيولوجية والجيولوجية الأخرى. ويوجد في الغلاف الجوي في أي وقت حوالي 1.29 × 10¹⁶ لتر (3.4 × 10¹⁵ جالون أمريكي ) من الماء. ويحتوي الغلاف الجوي على جزء واحد من كل 2500 جزء من الماء العذب، وجزء واحد من كل 100,000 جزء من إجمالي الماء على سطح الأرض . [ 44 ] يكفي متوسط ​​محتوى بخار الماء في الغلاف الجوي لتغطية سطح الكوكب بطبقة من الماء السائل بسمك 25 ملم تقريبًا . [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ] يبلغ متوسط ​​هطول الأمطار السنوي على الكوكب حوالي متر واحد ، وهو ما يشير إلى سرعة دوران الماء في الهواء - حيث يبلغ متوسط ​​زمن بقاء جزيء الماء في طبقة التروبوسفير حوالي 9 إلى 10 أيام . [ 47 ]        

قد تؤدي بعض آثار الاحتباس الحراري إلى تعزيز الاحتباس الحراري (عن طريق التغذية الراجعة الإيجابية مثل زيادة تركيز بخار الماء) أو تثبيطه ( عن طريق التغذية الراجعة السلبية ). [ 48 ] [ 49 ]

يُشكّل متوسط ​​بخار الماء العالمي حوالي 0.25% من كتلة الغلاف الجوي، ويتفاوت موسميًا من حيث مساهمته في الضغط الجوي بين 2.62 هكتوباسكال (1.97 ملم زئبق) في يوليو و 2.33 هكتوباسكال (0.0338 رطل لكل بوصة مربعة) في ديسمبر. [ 50 ] ويُبدي التقرير التقييمي السادس للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ ثقة متوسطة في زيادة إجمالي بخار الماء عند حوالي    بنسبة 1%–2% لكل عقد؛ ومن المتوقع أن تزيد بنحو 7% لكل درجة مئوية واحدة (1.8 درجة فهرنهايت) من الاحترار. [ 51 ] [ 45 ]  

تُطلق فترات النشاط الحراري الأرضي السطحي، كالثورات البركانية والينابيع الحارة، كميات متفاوتة من بخار الماء في الغلاف الجوي. قد تكون هذه الثورات كبيرة من الناحية البشرية، وقد تقذف الثورات الانفجارية الكبرى كتلًا هائلة من الماء إلى ارتفاعات شاهقة في الغلاف الجوي، ولكن كنسبة مئوية من إجمالي الماء في الغلاف الجوي، فإن دور هذه العمليات ضئيل. تختلف التركيزات النسبية للغازات المختلفة المنبعثة من البراكين اختلافًا كبيرًا باختلاف الموقع والحدث المحدد في أي موقع. ومع ذلك، يُعد بخار الماء باستمرار أكثر الغازات البركانية شيوعًا ؛ وكقاعدة عامة، يشكل أكثر من 60% من إجمالي الانبعاثات أثناء الثوران البركاني فوق سطح الأرض . [ 52 ]

يتم التعبير عن محتوى بخار الماء في الغلاف الجوي باستخدام مقاييس مختلفة. وتشمل هذه المقاييس ضغط البخار، والرطوبة النوعية ، ونسبة الخلط، ودرجة حرارة نقطة الندى، والرطوبة النسبية .

التصوير الراداري والفضائي

تُظهر هذه الخرائط متوسط ​​كمية بخار الماء في عمود من الغلاف الجوي خلال شهر معين. ( انقر لمزيد من التفاصيل )
متوسط ​​بخار الماء في الغلاف الجوي العالمي من MODIS / Terra بوحدة atm-cm (سنتيمترات من الماء في عمود الغلاف الجوي إذا تكثف)

بسبب امتصاص جزيئات الماء للموجات الدقيقة وغيرها من ترددات الموجات الراديوية ، فإن الماء الموجود في الغلاف الجوي يُضعف إشارات الرادار . [ 53 ] بالإضافة إلى ذلك، يعكس الماء الموجود في الغلاف الجوي الإشارات ويكسرها بدرجة تعتمد على ما إذا كان بخارًا أو سائلًا أو صلبًا.

عموماً، تضعف إشارات الرادار تدريجياً كلما ابتعدت في طبقة التروبوسفير. وتتلاشى الترددات المختلفة بمعدلات متفاوتة، بحيث تكون بعض مكونات الهواء معتمة لبعض الترددات وشفافة لترددات أخرى. وتتعرض الموجات الراديوية المستخدمة في البث والاتصالات الأخرى للتأثير نفسه.

يعكس بخار الماء الرادار بدرجة أقل من حالتي الماء الأخريين. ففي صورة قطرات وبلورات جليدية، يعمل الماء كمنشور، وهو ما لا يفعله كجزيء منفرد ؛ ومع ذلك، فإن وجود بخار الماء في الغلاف الجوي يجعل الغلاف الجوي يعمل كمنشور عملاق. [ 54 ]

تُظهر مقارنة صور القمر الصناعي GOES-12 توزيع بخار الماء في الغلاف الجوي بالنسبة للمحيطات والغيوم والقارات على سطح الأرض. يُحيط البخار بالكوكب، ولكنه مُوزّع بشكل غير مُنتظم. تُظهر حلقة الصور على اليمين المتوسط ​​الشهري لمحتوى بخار الماء، بوحدة السنتيمتر، وهو كمية الماء القابلة للتكثيف أو ما يُعادلها من الماء الذي يُمكن إنتاجه إذا تكثّف كل بخار الماء في العمود. تظهر أدنى كميات بخار الماء ( 0 سم ) باللون الأصفر، وأعلى الكميات ( 6 سم ) باللون الأزرق الداكن. تظهر مناطق البيانات المفقودة بدرجات مُختلفة من الرمادي. تستند الخرائط إلى بيانات جُمعت بواسطة مُستشعر التصوير الطيفي متوسط ​​الدقة (MODIS) على متن قمر أكوا التابع لناسا. النمط الأكثر وضوحًا في السلسلة الزمنية هو تأثير التغيرات الموسمية في درجة الحرارة وضوء الشمس الوارد على بخار الماء. في المناطق الاستوائية، تتأرجح كتلة من الهواء الرطب للغاية شمال وجنوب خط الاستواء مع تغير الفصول. تُعدّ هذه الكتلة الرطبة جزءًا من منطقة التقارب المداري ، حيث تتقارب الرياح التجارية الشرقية القادمة من نصفي الكرة الأرضية، مُسببةً عواصف رعدية وسحبًا شبه يومية. وكلما ابتعدنا عن خط الاستواء، ترتفع تركيزات بخار الماء في نصف الكرة الأرضية الذي يشهد فصل الصيف، وتنخفض في النصف الذي يشهد فصل الشتاء. ومن الأنماط الأخرى التي تظهر في السلاسل الزمنية، انخفاض كميات بخار الماء فوق اليابسة في أشهر الشتاء أكثر من انخفاضها فوق المحيطات المجاورة. ويعود ذلك في الغالب إلى انخفاض درجات حرارة الهواء فوق اليابسة في الشتاء بشكل أكبر من انخفاضها فوق المحيطات، حيث يتكثف بخار الماء بسرعة أكبر في الهواء البارد. [ 55 ]    

بما أن بخار الماء يمتص الضوء في نطاق الطيف المرئي، يمكن استخدام امتصاصه في التطبيقات الطيفية (مثل DOAS ) لتحديد كمية بخار الماء في الغلاف الجوي. ويتم ذلك عمليًا، على سبيل المثال من خلال أجهزة قياس الطيف في تجربة الرصد العالمي للأوزون (GOME) على متن القمر الصناعي ERS (GOME) والقمر الصناعي MetOp (GOME-2). [ 56 ] تظهر خطوط امتصاص بخار الماء الأضعف في نطاق الطيف الأزرق، وتمتد إلى نطاق الأشعة فوق البنفسجية وصولًا إلى حد تفككه حول حد تفككه.تعتمد أطوال الموجات عند 243  نانومتر في الغالب على حسابات ميكانيكا الكم، ولم يتم تأكيدها تجريبياً إلا جزئياً. [ 57 ] [ 58 ]

توليد البرق

يلعب بخار الماء دورًا محوريًا في تكوين البرق في الغلاف الجوي. ففي علم فيزياء السحب ، تُعدّ السحب عادةً المولدات الحقيقية للشحنات الساكنة الموجودة في الغلاف الجوي للأرض. وترتبط قدرة السحب على تخزين كميات هائلة من الطاقة الكهربائية ارتباطًا مباشرًا بكمية بخار الماء الموجودة في النظام المحلي.

تتحكم كمية بخار الماء بشكل مباشر في سماحية الهواء. في أوقات انخفاض الرطوبة، يكون التفريغ الكهروستاتيكي سريعًا وسهلًا. أما في أوقات ارتفاع الرطوبة، فيقل حدوث التفريغ الكهروستاتيكي. وتعمل السماحية والسعة الكهربائية معًا لإنتاج طاقة البرق التي تصل إلى ميغاواط. [ 59 ]

بعد أن تبدأ سحابة، على سبيل المثال، في التكوّن لتصبح مولدًا للبرق، يعمل بخار الماء في الغلاف الجوي كمادة عازلة تقلل من قدرة السحابة على تفريغ طاقتها الكهربائية. ومع مرور الوقت، إذا استمرت السحابة في توليد وتخزين المزيد من الكهرباء الساكنة ، فإن الحاجز الذي شكّله بخار الماء في الغلاف الجوي سينهار في النهاية بفعل الطاقة الكهربائية الكامنة المخزنة. [ 60 ] تُطلق هذه الطاقة إلى منطقة محلية ذات شحنة معاكسة، على شكل برق. وترتبط قوة كل تفريغ ارتباطًا مباشرًا بنفاذية الغلاف الجوي وسعته وقدرة المصدر على توليد الشحنة. [ 61 ]

كائنات فضائية

يُعدّ بخار الماء شائعًا في النظام الشمسي، وبالتالي في الأنظمة الكوكبية الأخرى . وقد رُصدت آثاره في الغلاف الجوي للشمس، وتحديدًا في البقع الشمسية . كما رُصد وجود بخار الماء في الغلاف الجوي للكواكب السبعة خارج الأرض في النظام الشمسي، وقمر الأرض، [ 62 ] وأقمار الكواكب الأخرى، وإن كان ذلك بكميات ضئيلة للغاية.

ثوران ينبوع جليدي على قمر أوروبا التابع لكوكب المشتري (مفهوم فني) [ 63 ]
رسم توضيحي للفنان لبصمات الماء في أغلفة الكواكب الخارجية التي يمكن اكتشافها بواسطة أدوات مثل تلسكوب هابل الفضائي [ 64 ]

يُعتقد أن التكوينات الجيولوجية، مثل الينابيع الجليدية، موجودة على سطح العديد من الأقمار الجليدية التي تقذف بخار الماء بفعل التسخين المدّي ، وقد تشير إلى وجود كميات كبيرة من المياه الجوفية. رُصدت أعمدة من بخار الماء على قمر أوروبا التابع لكوكب المشتري ، وهي مشابهة لتلك التي رُصدت على قمر إنسيلادوس التابع لكوكب زحل . [ 63 ] كما رُصدت آثار لبخار الماء في طبقة الستراتوسفير لكوكب تيتان . [ 65 ] وُجد أن بخار الماء مُكوّن رئيسي لغلاف سيريس ، الكوكب القزم ، وهو أكبر جرم في حزام الكويكبات. [ 66 ] تم هذا الاكتشاف باستخدام قدرات الأشعة تحت الحمراء البعيدة لمرصد هيرشل الفضائي . [ 67 ] يُعد هذا الاكتشاف غير متوقع، لأن المذنبات ، وليس الكويكبات ، هي التي يُعتقد عادةً أنها تُطلق نفاثات وأعمدة من بخار الماء. بحسب أحد العلماء، "تتلاشى الحدود بين المذنبات والكويكبات أكثر فأكثر". [ 67 ] ويفترض العلماء الذين يدرسون المريخ أن الماء، إن وُجد، يتحرك على سطح الكوكب، فإنه يتحرك على شكل بخار. [ 68 ]

ينبع بريق ذيول المذنبات في معظمه من بخار الماء. فعند اقترابها من الشمس ، يتحول الجليد الذي تحمله العديد من المذنبات إلى بخار. وبمعرفة بُعد المذنب عن الشمس، يستطيع علماء الفلك استنتاج محتواه من الماء من خلال بريقه. [ 69 ]

تم تأكيد وجود بخار الماء خارج المجموعة الشمسية أيضًا. يوفر التحليل الطيفي للكوكب HD 209458 b ، وهو كوكب خارج المجموعة الشمسية يقع في كوكبة الفرس الأعظم، أول دليل على وجود بخار ماء في غلافه الجوي خارج المجموعة الشمسية. فقد وُجد أن نجمًا يُدعى CW Leonis محاط بحلقة من كميات هائلة من بخار الماء تدور حوله . وقد حقق هذا الاكتشاف قمر صناعي تابع لوكالة ناسا ، مُصمم لدراسة المواد الكيميائية في سحب الغاز بين النجوم، وذلك باستخدام مطياف مُدمج. على الأرجح، "تبخر بخار الماء من أسطح المذنبات التي تدور حوله". [ 70 ] ومن الكواكب الخارجية الأخرى التي وُجدت عليها أدلة على وجود بخار الماء: HAT-P-11b و K2-18b . [ 71 ] [ 72 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "أبرز ملامح المناخ العالمي 2024" . برنامج كوبرنيكوس. 10 يناير 2025. مؤرشف من الأصل في 27 يوليو 2025. الشكل 11. الانحرافات السنوية في متوسط ​​كمية بخار الماء الكلي في عمود الهواء فوق نطاق 60° جنوبًا - 60° شمالًا، مقارنةً بمتوسط ​​الفترة المرجعية 1992-2020. تُعبّر الانحرافات كنسبة مئوية من متوسط ​​الفترة 1992-2020. البيانات: ERA5. المصدر: C3S/ECMWF.
  2. ↑ هوكينز، إد (17 يناير 2025). "يُظهر خطي المناخي الأحمر الداكن الجديد لعام 2024 أنه العام الأكثر حرارة حتى الآن" . كتاب مختبر المناخ. مؤرشف من الأصل في 28 أبريل 2025.
  3. ↑ "ما هو بخار الماء؟" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 أغسطس 2012 .
  4. ↑ "ما هو تأثير الاحتباس الحراري؟" . ناسا . 18 سبتمبر 2014.
  5. ↑ شرودر (2000) ، ص 36 
  6. ↑ "مكتبة الموارد الجيوتقنية والصخرية والمائية - تنمية الموارد - التبخر" . مؤرشف من الأصل في 12 أبريل 2008. تم الاطلاع عليه في 7 أبريل 2008 .
  7. ↑ "السباحة، حمام السباحة، الحساب، التبخر، الماء، الحرارة، درجة الحرارة، الرطوبة، البخار، إكسل" . تم الاسترجاع في 26 فبراير 2016 .
  8. ↑ "ملخص نتائج جميع دراسات معدل تبخر مياه البرك" . آر إل مارتن وشركاؤه. مؤرشف من الأصل في 24 مارس 2008.
  9. ↑ "المناخ - الأرصاد الجوية" . موسوعة بريتانيكا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 فبراير 2016 .
  10. ↑ "بوابة برنامج الولايات المتحدة لأبحاث القطب الجنوبي: العلوم والدعم في القطب الجنوبي - حول القارة" . www.usap.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 يونيو 2024 .
  11. ↑ سيفرز، نيكولاس ج. (22 مارس 2007). "المجهر الإلكتروني بالتجميد والكسر" . بروتوكولات الطبيعة . 2 (3): 547-576 . doi : 10.1038/nprot.2007.55 . ISSN 1750-2799 . PMID 17406618 .  
  12. ↑ هيلد، إسحاق م.؛ سودين، برايان ج. (نوفمبر 2000). "تأثير بخار الماء على الاحتباس الحراري". المراجعة السنوية للطاقة والبيئة . 25 (1): 441-475 . doi : 10.1146/annurev.energy.25.1.441 . ISSN 1056-3466 . 
  13. ↑ شرودر (2000) ، ص 19 
  14. ↑ "4.1.4.7 - طرق الامتصاص". دليل المنظمة العالمية للأرصاد الجوية للأجهزة وطرق الرصد الأرصادي (ملف PDF) (تقرير) ( الطبعة السابعة). 2008. ص. I.4–4. رقم 8.  
  15. ↑ ويليامز، جاك (5 أغسطس 2013). "لماذا الهواء الجاف أثقل من الهواء الرطب؟" . صحيفة واشنطن بوست . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 ديسمبر 2014 .
  16. ↑ "الرطوبة 101" . مؤسسة الإنقاذ المائي العالمية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 ديسمبر 2014 .{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  17. ↑ قسم المعلوماتية، مكتب البيانات التابع للمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا. "المياه" . webbook.nist.gov . تاريخ الاسترجاع: 27 مايو 2026 .
  18. ↑ غودي، توماس ج. "البالونات البخارية والسفن الهوائية البخارية" . مؤرشف من الأصل في 30 أغسطس 2010. تم الاطلاع عليه في 26 أغسطس 2010 .
  19. ↑ "صيغ ضغط بخار الماء" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 فبراير 2016 .
  20. ↑ ماكيلروي (2002) ، ص 34، الشكل 4.3أ
  21. ↑ ماكيلروي (2002) ، ص 36، مثال 4.1
  22. ↑ "بخار الماء في الغلاف الجوي" . أنظمة الاستشعار عن بعد . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 أغسطس 2021 .
  23. 1 2 لاسيس، أ، وآخرون (2013). "دور غازات الدفيئة طويلة الأمد كعامل تحكم رئيسي في درجة حرارة سطح الأرض العالمية في تغير المناخ الماضي والمستقبلي" . Tellus B. 65 19734. Bibcode : 2013TellB..6519734L . doi : 10.3402 /tellusb.v65i0.19734 . S2CID 97927852 .  
  24. 1 2 "الخصائص" . الجمعية الكيميائية الأمريكية . مؤرشف من الأصل في 4 مارس 2016. تم الاسترجاع في 26 فبراير 2016 .
  25. ↑ "كيف يُحرك دوران الأرض دورة المياه العالمية: تأثير كوريوليس على الغطاء النباتي القاري" . byehumidity.com . 2 يناير 2025.
  26. ↑ غاري، بروس ل. "الفصل 5: مصادر الانبعاثات الجوية" . دليل تعليمي حول أجهزة قياس درجة الحرارة المحمولة جواً بالميكروويف . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 فبراير 2016 .
  27. 1 2 "تأثير ثاني أكسيد الكربون على الاحتباس الحراري" . مؤرشف من الأصل في 11 نوفمبر 2016. تم الاطلاع عليه في 26 فبراير 2016 .
  28. ↑ ويفر وراماناثان (1995)
  29. ↑ نوريس، ج. (2 ديسمبر 2013). "مفاجأة جليدية". أسبوع الطيران وتكنولوجيا الفضاء . 175 (41): 30. 22000 قدم، وهو ما يُعتبر الحد الأعلى للسحب التي تحتوي على ماء سائل فائق التبريد
  30. ↑ «علماء المناخ يؤكدون وجود بقعة ساخنة غامضة في طبقة التروبوسفير» . مركز التميز التابع لمجلس البحوث الأسترالي لعلوم نظام المناخ . ١٤ مايو ٢٠١٥. مؤرشف من الأصل في ٤ أبريل ٢٠١٩. تم الاطلاع عليه في ١٧ مايو ٢٠١٥ .
  31. ↑ شيروود، س؛ نيشانت، ن (11 مايو 2015). "التغيرات الجوية حتى عام 2012 كما هو موضح من خلال بيانات درجة الحرارة والرياح المتجانسة بشكل متكرر من الراديو سوند (IUKv2)" . رسائل البحوث البيئية . 10 (5) 054007. Bibcode : 2015ERL....10e4007S . doi : 10.1088/1748-9326/10/5/054007 .
  32. ↑ فيلدمان، د. ر.، كولينز، و. د.، جيرو، ب. ج.، تورن، م. س.، ملاور، إ. ج.، شيبرت، ت. ر. (25 فبراير 2015). "التحديد الرصدي للتأثير الإشعاعي السطحي لثاني أكسيد الكربون من عام 2000 إلى عام 2010" . مجلة نيتشر . 519 (7543): 339-343 . Bibcode : 2015Natur.519..339F . doi : 10.1038/nature14240 . PMID: 25731165. S2CID : 2137527 .  
  33. ↑ ميسر، أ. "آثار الطائرات النفاثة تغير متوسط ​​المدى اليومي لدرجة الحرارة" . تم الاسترجاع في 17 مايو 2015 .
  34. ↑ داناهي، أ. "تساهم آثار الطائرات النفاثة في تكوين السحب العالية التي تحبس الحرارة" . مؤرشف من الأصل في 19 مايو 2015. تم الاطلاع عليه في 17 مايو 2015 .
  35. ↑ رايان، أ؛ ماكنزي، أ؛ وآخرون . (سبتمبر 2012). "آثار التكثيف الناتجة عن الحرب العالمية الثانية: دراسة حالة عن الغيوم الناجمة عن الطيران" . المجلة الدولية لعلم المناخ . 32 (11): 1745-1753 . Bibcode : 2012IJCli..32.1745R . doi : 10.1002/joc.2392 . S2CID 129296874 .  
  36. ↑ نويل، ستيفان؛ ويجل، كاتيا؛ وآخرون (2017). "اقتران بخار الماء والميثان في طبقة الستراتوسفير كما رُصد بواسطة قياسات الاحتجاب الشمسي بواسطة مرصد SCIAMACHY" (ملف PDF) . كيمياء وفيزياء الغلاف الجوي (18): 4463-4476 . doi : 10.5194/acp-18-4463-2018 . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 9 أكتوبر 2022. تم الاطلاع عليه في 22 أغسطس 2021 . 
  37. ↑ ماير، غونار؛ وآخرون (9 يناير 2007). "التأثير الإشعاعي الناتج عن بخار الماء في طبقة الستراتوسفير من أكسدة الميثان" . رسائل البحوث الجيوفيزيائية . 34 (1) 2006GL027472. Bibcode : 2007GeoRL..34.1807M . doi : 10.1029/2006GL027472 . 
  38. ↑ فوغت وآخرون (2010) : "تبلغ درجة حرارة التوازن للأرض 255 كلفن، وهي أقل بكثير من درجة تجمد الماء، ولكن بسبب غلافها الجوي، فإن تأثير الاحتباس الحراري يؤدي إلى تدفئة السطح"
  39. ↑ "ما هي أقصى وأدنى مسافة للأرض تتوافق مع الحياة؟" . مقهى علم الفلك . مؤرشف من الأصل في 10 مايو 2004.
  40. ↑ "درجة حرارة السطح" . ملاحظات فلكية . بالنسبة للأرض، يبلغ البياض 0.306 والمسافة 1.000 وحدة فلكية، لذا فإن درجة الحرارة المتوقعة هي 254 كلفن أو -19 درجة مئوية - وهي أقل بكثير من درجة تجمد الماء!
  41. ↑ دي باتر، إمكي؛ ليسور، جاك جوناثان (2015). علوم الكواكب ( الطبعة الثانية المحدثة). كامبريدج: مطبعة جامعة كامبريدج. doi : 10.1017/CBO9781316165270 . ISBN  9781316165270.
  42. ↑ والاس، جون م.؛ هوبز، بيتر ف. (2006). علم الغلاف الجوي: دراسة تمهيدية (ملف PDF) (الطبعة الثانية ). إلسيفير. ص 8. ISBN   978-0-12-732951-2تمت أرشفة هذا الملف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 28 يوليو 2018.
  43. ↑ لي، تشنهونغ؛ مولر، جان-بيتر؛ كروس، بول (29 أكتوبر 2003). "مقارنة بخار الماء القابل للتكثيف المستمد من قياسات الراديو سوند، ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، ومقياس الإشعاع التصويري متوسط ​​الدقة" . مجلة البحوث الجيوفيزيائية: الغلاف الجوي . 108 (20): 4651. Bibcode : 2003JGRD..108.4651L . doi : 10.1029/2003JD003372 .
  44. ↑ جليك، بي إتش (1996). "موارد المياه". في شنايدر، إس إتش (محرر). موسوعة المناخ والطقس . نيويورك: مطبعة جامعة أكسفورد. الصفحات 817-823 . المجلد 2 
  45. 1 2 فورسايث، جون؛ هار، توماس هـ؛ كرونك، هيذر (21 مايو 2014). "التغيرات العالمية والإقليمية المرصودة في بخار الماء على الأرض: التركيز على التفاعل بين الطقس والمناخ" (ملف PDF) . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 9 أكتوبر 2022. تم الاطلاع عليه في 22 أغسطس 2021 .
  46. ↑ مشروع علم المناخ السحابي عبر الأقمار الصناعية الدولي (2010). "الانحرافات والشذوذات على مدى 21 عامًا للمتوسط ​​الشهري الإقليمي عن المتوسط ​​الزمني الكلي لبخار الماء في العمود العالمي (سم)" . مؤرشف من الأصل في 22 أغسطس 2021. تم الاطلاع عليه في 22 أغسطس 2021 .
  47. 1 2 موكلر إس بي (ديسمبر 1995). "بخار الماء في النظام المناخي" . تقرير خاص من الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي . تم الاطلاع عليه في 22 أغسطس 2021 .
  48. ↑ "دراسة الأرض كنظام متكامل" . nasa.gov . ناسا. 2016. مؤرشف من الأصل في 2 نوفمبر 2016.
  49. ↑ "ملخص فني". تغير المناخ 2021: الأسس العلمية الفيزيائية. مساهمة الفريق العامل الأول في التقرير التقييمي السادس للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (تقرير). كامبريدج، المملكة المتحدة ونيويورك، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية: مطبعة جامعة كامبريدج. 2021. ص 96-TS.17. doi : 10.1017/9781009157896.002 . ISBN  978-1-009-15789-6.
  50. ↑ ترينبيرث، كيفن إي؛ سميث، ليزلي (15 مارس 2005). "كتلة الغلاف الجوي: قيد على التحليلات العالمية" . مجلة المناخ . 18 (6): 864-875 . Bibcode : 2005JCli...18..864T . doi : 10.1175/JCLI-3299.1 . S2CID 16754900 . 
  51. ↑ جوليف إس كيه، ثورن بي دبليو، آهن جيه، دينتينر إف جيه، دومينغيز سي إم، جيرلاند إس، غونغ جي، كوفمان دي إس، نامتشي إتش سي، كواس جيه، ريفيرا جيه إيه، ساتيندراناث إس، سميث إس إل، تروين بي، فون شوكمان كيه، فوز آر إس (2021). "2.3.1.3.3 إجمالي بخار الماء في العمود". في ماسون-ديلموت في، تشاي بي (محرران). الحالة المتغيرة للنظام المناخي . تغير المناخ 2021: الأسس العلمية الفيزيائية. مساهمة الفريق العامل الأول في التقرير التقييمي السادس للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (تقرير). مطبعة جامعة كامبريدج. ص 52-53 . تم الاطلاع عليه في 22 أغسطس 2021 . 
  52. ↑ سيغوردسون وهوتون (2000)
  53. ↑ سكولنيك (1990) ، ص 23.5 
  54. ^ سكولنيك (1990) ، ص. 2.44-2.54 
  55. ↑ "بخار الماء" . الخرائط العالمية. 31 يوليو 2018. تم الاطلاع عليه في 26 فبراير 2016 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  56. ↑ لويولا، دييغو. "GOME-2/MetOp-A في مركز الفضاء الألماني (DLR)" . atmos.eoc.dlr.de . مؤرشف من الأصل في 17 أكتوبر 2017. تم الاطلاع عليه في 19 أكتوبر 2017 .
  57. ↑ تينيسون، جوناثان (2014). "ثنائيات أقطاب الانتقال بين الاهتزاز والدوران من المبادئ الأولى" . مجلة التحليل الطيفي الجزيئي . 298 : 1-6 . Bibcode : 2014JMoSp.298....1T . doi : 10.1016/j.jms.2014.01.012 .
  58. ↑ ثالمان، رايان؛ فولكامر، راينر (2013). "مقاطع امتصاص أزواج تصادم O2-O2 المعتمدة على درجة الحرارة بين 340 و630 نانومتر وعند ضغط جوي مناسب". الكيمياء الفيزيائية والكيمياء الفيزيائية . 15 (37): 15.371–381. Bibcode : 2013PCCP...1515371T . doi : 10.1039/C3CP50968K . PMID 23928555 . 
  59. ↑ شادويتز (1975) ، الصفحات 165-171 
  60. ↑ شادويتز (1975) ، الصفحات 172-173، 182، 414-416 
  61. ↑ شادويتز (1975) ، ص 172 
  62. ^ سريداران وآخرون. (2010) ، ص. 947 
  63. 1 2 كوك، جيا-روي سي؛ غوترو، روب؛ براون، دواين؛ هارينغتون، جيه دي؛ فون، جو (12 ديسمبر 2013). "هابل يرصد أدلة على وجود بخار الماء على قمر المشتري" . ناسا . تم الاطلاع عليه في 12 ديسمبر 2013 .
  64. ↑ "هابل يرصد آثاراً خافتة للماء في أغلفة الكواكب الخارجية (رسم توضيحي)" . بيان صحفي صادر عن وكالة الفضاء الأوروبية/هابل . تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 ديسمبر 2013 .
  65. ↑ كوتيني وآخرون (2012)
  66. ↑ كوبرز وآخرون (2014)
  67. 1 2 هارينغتون، جيه دي (22 يناير 2014). "تلسكوب هيرشل يرصد الماء على كوكب قزم - الإصدار 14-021" . ناسا . تم الاطلاع عليه في 22 يناير 2014 .
  68. ↑ جاكوسكي، بروس، وآخرون. "الماء على المريخ"، أبريل 2004، فيزياء اليوم ، ص 71.
  69. ↑ "تشريح مذنب" . rosetta.jpl.nasa.gov . مؤرشف من الأصل في 18 فبراير 2013.
  70. ↑ لويد، روبن. "بخار الماء، مذنبات محتملة، تم العثور عليها تدور حول نجم"، 11 يوليو 2001، Space.com . تم الاطلاع عليه في 15 ديسمبر 2006.
  71. ↑ كلافين، ويتني؛ تشو، فيليسيا؛ ويفر، دونا؛ فيلارد، راي؛ جونسون، ميشيل (24 سبتمبر 2014). "تلسكوبات ناسا ترصد سماءً صافية وبخار ماء على كوكب خارج المجموعة الشمسية" . ناسا . مؤرشف من الأصل في 14 يناير 2017. تم الاطلاع عليه في 24 سبتمبر 2014 .
  72. ↑ تسياراس، أنجيلوس؛ وآخرون . (11 سبتمبر 2019). "بخار الماء في الغلاف الجوي للكوكب K2-18 b، الذي يقع في المنطقة الصالحة للسكن، وكتلته تعادل كتلة الأرض". مجلة Nature Astronomy . 3 (12): 1086–1091 . arXiv : 1909.05218 . Bibcode : 2019NatAs...3.1086T . doi : 10.1038/s41550-019-0878-9 . S2CID 202558393 .  

فهرس