আবহাওয়ার পূর্বাভাসে যত তাপমাত্রা উল্লেখ থাকে, খেয়াল করবেন অনুভূত হবে তার চেয়ে বেশি বলে উল্লেখ থাকে। অর্থাৎ বিষয়টি এমন যে, আজকের তাপমাত্রা যদি ৪০ ডিগ্রি সেলসিয়াস হয় তবে সেটা বেয়াল্লিশ কিংবা ৪৩ ডিগ্রি সেলসিয়াস অনুভূত হবে। এখন প্রশ্ন হচ্ছে, এমনটা কেন? এর উত্তর বুঝতে হলে আপনাকে আর্দ্রতা বুঝতে হবে।
এছাড়াও কিভাবে মেঘ থেকে বৃষ্টি হয়, কেন কোথাও তুষার পড়ে তো কোথাও ঘন কুয়াশা দেখা যায়, কেনই বা ঠান্ডা পানির পাত্রের গায়ে পানি জমে, কেনই বা শীতের সকালে শিশির দেখা যায়—সবকিছু বুঝতে হলে আপনাকে আর্দ্রতা বুঝতে হবে। এবং এই আর্দ্রতা বুঝতে পারলে আপনি বুঝতে পারবেন কেমন আবহাওয়া স্বস্তিদায়ক এবং কেমন আবহাওয়া অস্বস্তিদায়ক। আজকের ভিডিওতে এই আর্দ্রতা-সম্পৃক্ত বিভিন্ন বিষয় সম্পর্কে বলা হবে।
আমি জুম্মান, আছি আপনাদের সাথে। আপনারা দেখছেন “বিজ্ঞান পাইছি”।
আর্দ্রতা বা হিউমিডিটি বিষয়টি আসলে কী? এর সহজ উত্তর হচ্ছে—বাতাসে জলীয়বাষ্পের উপস্থিতি হচ্ছে আর্দ্রতা বা হিউমিডিটি। সূর্যের তাপ কিংবা বাতাসের প্রভাবে পৃথিবীর বিভিন্ন উৎস যেমন জলাশয়, কচিপাতা, মাটি—এইসব থেকে বাতাসে জলীয়বাষ্প যুক্ত হয়।
এমন ক্ষেত্রে অনেকের মনে প্রশ্ন আসতে পারে, পানি জলীয়বাষ্পে পরিণত হতে ১০০° সেলসিয়াস তাপমাত্রার প্রয়োজন হয়। কিন্তু জলাশয় বা অন্যান্য উৎসের তাপমাত্রা তো ১০০° সেলসিয়াস হয় না, তবে সেখান থেকে কিভাবে জলীয়বাষ্প তৈরি হয়? এ ক্ষেত্রে দুইটি বিষয় রয়েছে। একটি হচ্ছে ভ্যাপোরাইজেশন এবং অন্যটি হচ্ছে ইভ্যাপোরেশন।
পানিকে ফুটিয়ে এর তাপমাত্রা ১০০° সেলসিয়াস করা হলে এটি জলীয়বাষ্প তৈরি করে এবং এই বিষয়টিকে বলা হয় ভ্যাপোরাইজেশন। অন্যদিকে, ১০০° সেলসিয়াসের তাপমাত্রার নিচে, পানির উপরের ভাগের অণু পানি থেকে আলাদা হয়ে বাতাসের অংশ হয়ে যাওয়াকে বলা হয় ইভ্যাপোরেশন।
এই দুইটি বিষয়ে ডিটেইল বলছি না, তবে এইটুকু মনে রাখুন—ইভ্যাপোরেশনের ক্ষেত্রে পানি জলীয়বাষ্পে পরিণত হতে ১০০° সেলসিয়াস তাপমাত্রার প্রয়োজন হয় না। ১০০° সেলসিয়াসের কম তাপমাত্রায় কিংবা বাতাসের প্রভাবে জলীয়বাষ্পে পরিণত হতে পারে। যেমন আমরা যখন রোদে কাপড় শুকাতে দিই, তখন কি কাপড়ের তাপমাত্রা ১০০° সেলসিয়াস হয়? উত্তর হচ্ছে না। তার পরেও কিন্তু কাপড়ে থাকা পানি বাষ্পে পরিণত হয়, এবং এটাই হচ্ছে ইভ্যাপোরেশন।
এখন এই দুই পদ্ধতির যে কোনোভাবেই বাতাসে জলীয়বাষ্প যুক্ত হবার বিষয়টিই হচ্ছে আর্দ্রতা। এখন এই যে বাতাসে জলীয়বাষ্প যুক্ত হচ্ছে, এই জলীয়বাষ্পের পরিমাণ কতটুকু তা উপস্থাপন করার ক্ষেত্রে ৩ ধরনের পদ্ধতি রয়েছে—একটি হচ্ছে অ্যাবসোলুট হিউমিডিটি বা পরম আর্দ্রতা, স্পেসিফিক হিউমিডিটি বা নির্দিষ্ট আর্দ্রতা, রিলেটিভ হিউমিডিটি বা আপেক্ষিক আর্দ্রতা।
এই তিনটি পদ্ধতির মধ্যে আবহাওয়ার পূর্বাভাসসহ বেশিরভাগ ক্ষেত্রেই রিলেটিভ হিউমিডিটি উল্লেখ করা হয়ে থাকে। ১ ঘন মিটার স্থানে কি পরিমাণ বা কত গ্রাম জলীয়বাষ্প আছে সেটাই হচ্ছে অ্যাবসোলুট হিউমিডিটি। যেমন, কোনো একটি স্থানের ১ ঘন মিটার বাতাসে যদি ১০ গ্রাম জলীয়বাষ্প থাকে, তবে ওই স্থানের অ্যাবসোলুট হিউমিডিটি হবে ১০ গ্রাম পার কিউবিক মিটার।
কোনো একটি স্থানের ১ ঘন মিটার বাতাসে উপস্থিত জলীয়বাষ্পের ভর এবং ওই ১ ঘন মিটার বাতাসে থাকা জলীয়বাষ্পসহ মোট বাতাসের ভরের অনুপাতই হচ্ছে স্পেসিফিক হিউমিডিটি।
যেমন, ১ ঘন মিটার বাতাসে থাকা জলীয় বাষ্পের ভর যদি ১০ গ্রাম হয় এবং এই এক ঘন মিটার বাতাসের টোটাল ভর যদি ৫০০ গ্রাম হয়, তবে স্পেসিফিক হিউমিডিটি হবে ১০ গ্রাম ÷ ৫০০ গ্রাম = ০.০২।
একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায়, কোনো একটি স্থানের বায়ুতে কী পরিমাণ জলীয়বাষ্প আছে এবং ওই বায়ু সর্বোচ্চ কী পরিমাণ জলীয়বাষ্প ধারণ করতে পারবে—এর অনুপাতকে শতকরায় প্রকাশ করাকে বলা হয় রিলেটিভ হিউমিডিটি। যেমন মনে করুন, ২০° সেলসিয়াস তাপমাত্রায় কোনো একটি স্থানের বায়ুতে ২০ গ্রাম জলীয়বাষ্প আছে এবং ওই বায়ু সর্বোচ্চ ৭০ গ্রাম জলীয়বাষ্প ধারণ করতে পারবে, তাহলে রিলেটিভ হিউমিডিটি হবে ২০ ÷ ৭০ × ১০০% = ২৮.৫৭%।
তাহলে রিলেটিভ হিউমিডিটির মাধ্যমে বোঝা যায়—কোনো একটি স্থানে একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় সর্বোচ্চ ধারণক্ষমতার কত শতাংশ জলীয়বাষ্প উপস্থিত রয়েছে। এখন, এই রিলেটিভ হিউমিডিটি থেকে আবহাওয়া স্বস্তিদায়ক হবে নাকি অস্বস্তিদায়ক হবে, এটি কিভাবে বোঝা যায় তা বলার আগে, কোন যন্ত্রের মাধ্যমে হিউমিডিটি পরিমাপ করা হয় তা বলা যাক।
যেদিন বায়ুতে আর্দ্রতা বেশি থাকে, খেয়াল করবেন সেদিন সোজা চুল কিছুটা কার্লি হয়ে যায় এবং কার্লি চুল কিছুটা বেশি কুঁকড়ানো হয়ে যায়। কারণ, বাতাসে থাকা জলীয়বাষ্পের হাইড্রোজেন অণু চুলের কিছু প্রোটিনের সাথে হাইড্রোজেন বন্ড তৈরি করে, ফলে চুল কার্লি হয়ে যায়।
মানুষের চুল আর্দ্রতার বিপরীতে যথেষ্ট সেনসিটিভ, যার ফলে চুলের এই পরিবর্তনের মাধ্যমে বাতাসের আর্দ্রতা নির্ণয়ের প্রথম পদ্ধতি উদ্ভাবন করেন সুইস পদার্থবিজ্ঞানী এবং ভূতত্ত্ববিদ হোরেস বেংডিক্ট দ্য সসুর ১৭৮৩ সালে, যাকে বলে হেয়ার টেনশন হাইগ্রোমিটার। এখানে চুল কতটা বাঁকা হচ্ছে, তার মাধ্যমে বাতাসের আর্দ্রতা বোঝা যেত।
পরবর্তীতে তৈরি হাইগ্রোমিটারের মেকানিজম মূলত এই একই রকম ছিল। বর্তমানে অবশ্য ওয়েট বাল্ব থার্মোমিটারের মাধ্যমে আর্দ্রতা পরিমাপ করা হয়ে থাকে। আমরা সাধারণভাবে যে থার্মোমিটার দেখি বা বিভিন্ন কাজে ব্যবহার করি, এগুলো হচ্ছে ড্রাই বাল্ব থার্মোমিটার।
অন্যদিকে, ওয়েট বাল্ব থার্মোমিটার ক্ষেত্রে নিচের অংশে, যেখানে পারদ জমা থাকে, সেই অংশকে ভেজা কাপড় দিয়ে আবৃত করে রাখা হয় এবং থার্মোমিটারে বায়ুপ্রবাহ ধারণা করা হয়। এতে থার্মোমিটারে রিডিং ড্রাই বাল্ব থার্মোমিটারের তুলনায় কম পাওয়া যায় এবং এই দুই থার্মোমিটারে পাওয়া তাপমাত্রার ব্যবধান থেকে বাতাসের আর্দ্রতা নির্ণয় করা হয়।
এখন, ওয়েট বাল্ব থার্মোমিটারের তাপমাত্রা কেন কম পাওয়া যায়, এই বিষয়টি মানুষের শরীরের তাপমাত্রা কম রাখতে ঘাম যেভাবে ভূমিকা পালন করে, তার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। এখন বাতাসের আর্দ্রতা কিভাবে স্বস্তি এবং অস্বস্তিবোধ তৈরি করে, তা বলা যাক।
মানুষের শরীরের তাপমাত্রা যখন বেড়ে যায়, মানুষ তখন ঘামে। পরবর্তীতে সেই ঘাম জলীয়বাষ্পে পরিণত হয়। এখন, এই যে ঘাম জলীয়বাষ্পে পরিণত হয়, এর জন্য তাপশক্তি প্রয়োজন এবং এই তাপশক্তি আসে আমাদের শরীর থেকে, যার ফলাফল হিসেবে আমাদের শরীরের তাপমাত্রা কমে আসে।
এখন বাতাসে যদি আর্দ্রতা বা জলীয়বাষ্প আগে থেকেই বেশি থাকে, তখন আমাদের শরীরের ঘাম পুরোপুরি জলীয়বাষ্পে পরিণত হতে পারে না। এর ফলে শরীরের তাপমাত্রা যথেষ্ট কমতে পারে না। ফলাফল, শরীর ঘামে ভিজে যায় এবং অস্বস্তিবোধ বাড়তে থাকে।
অর্থাৎ দিনের তাপমাত্রা যদি বেশি থাকে, তার ওপর আর্দ্রতা বেশি থাকে, সেক্ষেত্রে আমরা চরম অস্বস্তি বোধ করব এবং তাপমাত্রা যা থাকবে, তার চেয়ে বেশি অনুভব করব। এখন এই যে তাপমাত্রা যা থাকবে, তার চেয়ে বেশি অনুভব করা—এ বিষয়টিকে বলা হয় হিট ইনডেক্স।
তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতার সম্মিলিত ফলাফলই হচ্ছে প্রকৃত তাপমাত্রার চেয়ে বেশি তাপমাত্রা অনুভব করা। যেমন, কোনো একদিনের তাপমাত্রা যদি ৪০° সেলসিয়াস হয় এবং ওই দিনের আপেক্ষিক আর্দ্রতা ৫৫% হয়, তবে আমরা ৪০ ডিগ্রির পরিবর্তে ৫৯ ডিগ্রি তাপমাত্রা অনুভব করবো।
এখনই হিট ইনডেক্সের হিসাবটি কিভাবে করা হয়, এর জন্য একটি দীর্ঘ সমীকরণ রয়েছে। তবে আপনি অনলাইনে এই ক্যালকুলেশনের কিছু সাইট পেয়ে যাবেন, যেখানে ইনপুট হিসেবে তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতা দিলেই হিট ইনডেক্স কত হবে, তা পেয়ে যাবেন।
এবার শীতকালে আর্দ্রতার প্রভাব কেমন, তা বলা যাক। শীতকালে যেহেতু তাপমাত্রা কম থাকে, ফলে ওই সময় বাতাস কম পরিমাণ জলীয়বাষ্প ধারণ করতে পারে। ফলে অল্প পরিমাণ জলীয়বাষ্পেই শীতে বাতাসের আপেক্ষিক আর্দ্রতা বেড়ে যায়।
এমন ক্ষেত্রে আপনার মনে হতে পারে, শীতকালে হয়তো আর্দ্রতা বেশি থাকে। কিন্তু বাস্তবতা হচ্ছে, না। শীতে কম জলীয়বাষ্পে আর্দ্রতা বেড়ে গেলেও সেই কম পরিমাণ জলীয়বাষ্প ওই বাতাসে যায় না, কারণ ওই সময় সূর্যের যথেষ্ট তাপশক্তি পৃথিবীতে আসে না।
ফলে শীতকালে দিনের বেলায় আর্দ্রতা কম থাকে এবং এই জন্যই শীতকালে আমাদের ত্বক শুষ্ক থাকে। কারণ, বাতাসে কম জলীয়বাষ্প থাকার কারণে আমাদের ত্বক থেকে সহজে পানি বাতাসে যেতে পারে এবং এই জন্যই শীতকালে হালকা আঁচড়ে দাগ পড়তে দেখা যায়।
তবে শীতকালে রাতের চিত্র কিন্তু ভিন্ন। দিনে তৈরি হওয়া জলীয়বাষ্প রাতেও বাতাসে থাকে, কিন্তু অন্যদিকে রাতে তাপমাত্রা কমে যায়, যার ফলে দিনে তৈরি হওয়া জলীয়বাষ্পেই রাতের আর্দ্রতা বেড়ে যায়। এবং এজন্যই শীতকালে শিশির তৈরি হয়।
বাতাস সর্বোচ্চ কতটুকু জলীয়বাষ্প ধারণ করতে পারবে, তা বাতাসের তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে। সুতরাং একই পরিমাণ জলীয়বাষ্প বিভিন্ন তাপমাত্রার বাতাসে থাকলে তাদের আপেক্ষিক আর্দ্রতা এক হবে না, বরং তাপমাত্রা অনুযায়ী আপেক্ষিক আর্দ্রতা উঠানামা করবে।
যেমন, ১০ গ্রাম জলীয়বাষ্প যদি বিভিন্ন তাপমাত্রার বাতাসে উপস্থিত থাকে, সেক্ষেত্রে বেশি তাপমাত্রার বাতাসে আপেক্ষিক আর্দ্রতা কম হবে এবং তাপমাত্রা কমার সাথে সাথে আপেক্ষিক আর্দ্রতা বাড়তে থাকবে।
এখন আপনার মনে প্রশ্ন আসতে পারে—কোনো স্থানের আর্দ্রতা বাড়তে বাড়তে ১০০% বা তার বেশি হলে কী ঘটবে? কোনো স্থানের বাতাস যতটা জলীয়বাষ্প ধারণ করতে পারে, ঠিক ততটাই জলীয়বাষ্প বাতাসে থাকলে তাকে বলে ১০০% হিউমিডিটি।
এই মাত্রা অতিক্রম করার পর অতিরিক্ত জলীয়বাষ্প ঘনিভূত হতে শুরু করে, অর্থাৎ জলীয়বাষ্প তরলের রূপ নেয়। এবং এই বিষয়টি আপনি সহজে দেখতে পাবেন শীতের সকালে।
শীতের সকালে ঘাসের উপর শিশির জমতে দেখা যায়—এমনটা হয়ে থাকে হিউমিডিটি ১০০ শতাংশ বা তার বেশি হবার ফলে। ঠিক একই কারণে মেঘ থেকে বৃষ্টিপাত হয়। মেঘে থাকা জলীয়বাষ্প ১০০ শতাংশ হিউমিডিটি অতিক্রম করার ফলে সেখানে জলীয়বাষ্প তরলের রূপ নিয়ে বৃষ্টির আকারে পৃথিবীতে পড়ে।
অবশ্যই সকল ক্ষেত্রে আর্দ্রতা ১০০ শতাংশ অতিক্রম করা লাগে না, বরং ১০০ শতাংশ বা তার কাছাকাছি হলেই জলীয়বাষ্প তরলের রূপ নিতে শুরু করে। এ ক্ষেত্রে অবশ্যই অন্য একটি বিষয় উল্লেখ করা প্রয়োজন, আর তা হচ্ছে ডিউ পয়েন্ট বা শিশিরাঙ্ক।
বাতাসের তাপমাত্রা যত কম হবে, তার জলীয়বাষ্প ধারণক্ষমতা ততই কম হবে। মনে করুন, কোনো স্থানের বাতাস ৪০ ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় সর্বোচ্চ ২০ গ্রাম জলীয়বাষ্প ধারণ করতে পারে এবং ওই বাতাসে জলীয়বাষ্প রয়েছে ১০ গ্রাম।
এখন এই স্থানের তাপমাত্রা যদি ৪০ থেকে কমিয়ে আনা হয়, তবে জলীয়বাষ্প ধারণক্ষমতা কমে আসবে। এভাবে তাপমাত্রা কমাতে কমাতে যেই তাপমাত্রায় সর্বোচ্চ জলীয়বাষ্প ধারণক্ষমতা বাতাসে উপস্থিত জলীয়বাষ্পের সমান হবে, সেই তাপমাত্রাকেই বলা হয় শিশিরাঙ্ক।
অর্থাৎ আমাদের উদাহরণের ক্ষেত্রে যদি ২০ ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় বাতাসের সর্বোচ্চ জলীয়বাষ্প ধারণক্ষমতা ১০ গ্রাম হয়, তবে তা বাতাসে উপস্থিত জলীয়বাষ্পের সমান হবে। অর্থাৎ এই ক্ষেত্রে ২০ ডিগ্রি হবে ডিউ পয়েন্ট বা শিশিরাঙ্ক।
শিশিরাঙ্কে বাতাসের আর্দ্রতা ১০০ শতাংশ হয়ে থাকে। ফলে বাতাসে থাকা জলীয়বাষ্প তরল শিশিরে রূপ নেয়। যেমন উদাহরণ হিসেবে বলা যেতে পারে ঠান্ডা পানির পাত্র—ঠান্ডা পানির পাত্রের আশেপাশের তাপমাত্রা ঠান্ডা পানির প্রভাবে কমতে থাকে।
ফলে ওই স্থানের আর্দ্রতা বাড়তে থাকে এবং একসময় তা ১০০ শতাংশ হয়, অর্থাৎ ডিউ পয়েন্টে পৌঁছে যায়। ফলে ঠান্ডা পানির পাত্রের আশেপাশের বাতাসে থাকা জলীয়বাষ্প তরলের রূপ নেয় এবং ঠান্ডা পানির পাত্রে তা জমতে শুরু করে।
ডিউ পয়েন্ট বা শিশিরাঙ্ক একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রা নয়—এটি বায়ুর চাপ এবং আর্দ্রতার উপর নির্ভর করে। এই ডিউ পয়েন্টের বৈচিত্র্যের কারণে কোথাও শিশির জমে, আবার কোথাও তুষারপাত হয়।
এখন আমরা বলতে পারি, বাতাসে কী পরিমাণ জলীয়বাষ্প রয়েছে, তা খুবই গুরুত্বপূর্ণ। গরমকালে বাতাসের আর্দ্রতা বা জলীয়বাষ্পের পরিমাণ যত বাড়বে, ততই তা অস্বস্তি তৈরি করবে।
এখানে একটি বিষয় খেয়াল করুন—প্রচণ্ড গরমে যদি আপনি পানি স্প্রে করেন, তবে সাময়িক স্বস্তি লাগলেও সর্বোপরি তা অস্বস্তি বাড়াবে। কারণ, এমন ক্ষেত্রে পানি সহজে জলীয়বাষ্পে পরিণত হতে পারবে, এতে বাতাসের আর্দ্রতা বাড়বে, ফলে অস্বস্তিও বাড়বে।
এই বিষয়টি সবচেয়ে ভালো বোঝা যায় যখন প্রচণ্ড গরমে হালকা বৃষ্টি হয়। প্রচণ্ড গরমের মধ্যে হালকা বৃষ্টি হলে বৃষ্টির পরে প্রচণ্ড ভারী গরম অনুভূত হয়। এবং এটা ঘটে বৃষ্টির পানির মাধ্যমে বাতাসের আর্দ্রতা বেড়ে যাওয়ায়, যার ফলে অস্বস্তি বা ভারী গরমও বেড়ে যায়।
এর বাইরে একটি নিত্যদিনের উদাহরণ দেওয়া যাক। গরমকালে দেয়াল করা বা টাইলস করা বাথরুমে গোসল করার সময় শীতল অনুভূতি হয় ঠিকই, কিন্তু খেয়াল করবেন…
গোসল শেষ করার পর মুহূর্তেই বাথরুমের ভেতর বেশি গরম অনুভূত হয় এবং বাথরুম থেকে বের হলেই তুলনামূলক শীতল অনুভূতি হয়। এমনটি হওয়ার কারণ হচ্ছে, গোসল করার সময় ছিটানো পানির ফলে বাথরুমের ভেতর জলীয়বাষ্প বা আর্দ্রতার পরিমাণ বেড়ে যায়। ফলাফল হিসেবে অনুভূত তাপমাত্রাও বেড়ে যায়।
গরম এবং আর্দ্রতা মিলে একটি অস্বস্তিকর পরিবেশ তৈরি করলেও, একটি গাছ আপনাকে স্বস্তি দিতে পারে। কারণ গাছের ছায়ায় দাঁড়ালেই আপনার অস্বস্তি অনাকাঙ্ক্ষিতভাবে কমে যাবে।
মঙ্গল গ্রহ সম্পর্কে মানুষের আগ্রহের শেষ নেই। একসময় মানুষ দৃঢ়ভাবে বিশ্বাস করত যে মঙ্গলে এলিয়েন রয়েছে। এমনকি এখনো অনেক মানুষ এটি বিশ্বাস করেন, যার ফলে মঙ্গলের এলিয়েন নিয়ে যথেষ্ট বিতর্ক তৈরি হয়েছে।
মঙ্গল গ্রহের সার্বিক বিষয়-আশয় সেই সাথে মঙ্গলের এলিয়েন বিতর্ক সম্পর্কে জানতে এই ভিডিওটি দেখতে পারেন। ভিডিও ভালো লাগলে বিজ্ঞান পাইসি পরিবারে যুক্ত হয়ে সাথে থাকতে পারেন।