ความชื้นสัมพัทธ์ คืออะไร

ในการรายงานสภาพอากาศของกรมอุตุนิยมวิทยา  นอกจากจะรายงานอุณหภูมิและสภาพอากาศว่าฝนจะตกหรืออากาศจะแจ่มใสแล้ว   ยังรายงานเกี่ยวกับความชื้นสัมพัทธ์  (relative  humidity)  ด้วย  ความชื้นสัมพัทธ์  คืออะไร

ระดับความแห้งและความชื้นของอากาศเรียกว่า  ความชื้น (humidity)  ค่าความชื้นมี  2  แบบ   คือ  ค่าความชื้นสัมบูรณ์  และค่าความชื้นสัมพัทธ์

 

มวลของไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศปริมาตรหนึ่งหน่วยเรียกว่า  ความชื้นสัมบูรณ์  (absolute  humidity)  มีหน่วยเป็นมวลของไอน้ำต่อปริมาตรอากาศ (g/m3)  ซึ่งก็คือความหนาแน่นของไอน้ำ  (vapour  density)  ในอากาศขณะนั้น

ถ้าแขวนเสื้อเปียกตัวหนึ่งไว้ในที่ไม่มีลมพัด  เสื้อจะแห้งเร็วหรือไม่นั้น  นอกจากจะขึ้นอยู่กับปริมาณไอน้ำในอากาศแล้ว  ยังขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในเวลานั้นด้วย   ถ้าอากาศมีอุณหภูมิสูง  น้ำในเสื้อจะระเหยเร็ว  จนกระทั่งความหนาแน่นของไอน้ำในอากาศมาถึงจุดหนึ่ง  ซึ่งทำให้ปริมาณไอน้ำในอากาศที่ถูกเสื้อดูดกลับไปเท่ากับปริมาณน้ำในเสื้อที่ออกมาในอากาศ  นั่นคือ  ไอน้ำที่ออกและเข้ามาถึงภาวะสมดุลไดนามิก  (dynamic  equilibrium)  ในเวลานั้นปริมาณในอากาศปริมาตรหนึ่งหน่วยเรียกว่า  ความหนาแน่นอิ่มตัวของไอน้ำในอุณหภูมิขณะนั้น  (saturated  vapour  density)  ดังนั้น  ถ้าหากแขวนเสื้อเปียกไว้ในบริเวณที่มีความหนาแน่นของไอน้ำถึงจุดอิ่มตัวแล้ว  เสื้อจะไม่แห้ง  ถึงปริมาณไอน้ำจะเท่ากัน  หากอุณหภูมิสูงขึ้นความชื้นของอากาศจะต่ำลง  ในทางกลับกันหากอุณหภูมิต่ำลงความชื้นของอากาศจะสูงขึ้น

จากข้อความข้างบน  ทำให้เราทราบว่า  ในวันหนึ่ง ๆ  อากาศจะชื้นหรือแห้งไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของไอน้ำที่แท้จริงใน ขณะนั้นเท่านั้นยังขึ้นอยู่กับความหนาแน่นอิ่มตัวของไอน้ำ  ณ  อุณหภูมิขณะนั้นด้วย  หากความหนาแน่นที่แท้จริงของไอน้ำต่ำกว่าความหนาแน่นอิ่มตัวของไอน้ำค่อน ข้างมาก  น้ำจะระเหยอย่างรวดเร็ว  ซึ่งเท่ากับว่าเวลานั้นอากาศแห้ง   ในทางกลับกันหากความหนาแน่นที่แท้จริงของไอน้ำใกล้เคียงกับความหนาแน่นอิ่ม ตัวของไอน้ำ  น้ำจะระเหยได้ยาก  ซึ่งเท่ากับว่าเวลานั้นอากาศชื้น

ค่าความหนาแน่นของไอน้ำในอากาศคิดเป็นเปอร์เซ็นต์ของความหนาแน่นอิ่มตัวของไอน้ำ  ณ  อุณหภูมิขณะนั้นเรียกว่า   ความชื้นสัมพัทธ์   นั่นคือ

ความชื้นสัมพัทธ์     =  (ความหนาแน่นของไอน้ำในอากาศ x  100%)/ความหนาแน่นอิ่มตัวของไอน้ำ ณ อุณหภูมิเดียวกัน

ค่าความชื้นสัมพัทธ์สูงสุดคือ  100% ณ ความชื้นสัมพัทธ์นี้ น้ำในวัตถุจะไม่ระเหยออกมาอีก  ในช่วงฤดูร้อนความชื้นสัมพัทธ์จะสูงถึง  90%  ในขณะที่ฤดูหนาวอาจลดต่ำลงกว่า  40 % ความชื้นสัมพัทธ์ที่พอเหมาะอยู่ราว  60-70 %  หากสูงกว่านี้เราจะรู้สึกว่าอากาศชื้นและอบอ้าว  เหงื่อแห้งช้า  แต่ถ้าต่ำกว่านี้เราจะรู้สึกว่าผิวแตกแห้ง  คัน  และไม่สบายตัว

ในฤดูร้อนเครื่องปรับอากาศไม่เพียงแต่ทำให้อุณหภูมิห้องลดลงเท่านั้น  ยังทำให้ความหนาแน่นของไอน้ำในห้องลดลงด้วย  (น้ำที่ถูกดึงออกมาจะกลายเป็นหยดน้ำออกด้านนอก)  เพราะไม่เช่นนั้นความชื้นสัมพัทธ์จะสูงขึ้นทำให้ไม่สบายตัว  ในฤดูหนาว  หากใช้เครื่องทำความร้อน  ควรต้มน้ำด้วยเพื่อเพิ่มความหนาแน่นของไอน้ำในอากาศ  เพราะไม่เช่นนั้นความชื้นสัมพัทธ์จะต่ำเกินไปทำให้ผิวหนังแห้งแตก

ขอบคุณที่มา : http://www.rmutphysics.com/charud/scibook/physcis-for-everyday/physics-for-everydayuse-content/41-60/indexcontent58.htm

picture credit: https://hanwell.com/news/museum-humidity-control/