تعرف الرطوبة الجوية بأنها كمية بخار الماء في الهواء. ويعبر عن هذه الكمية بأشكال مختلفة. فهناك الرطوبة المطلقة، والرطوبة النوعية والرطوبة النسبية. ولكل واحدة من هذه التعابير طريقة مختلفة في التعبير عن كمية بخار الماء في الهواء. ورغم إن الرطوبة النسبية هي أكثر التعابير شيوعاً، لكنها ليست أكثر التعابير استخداماً في المجال العلمي لحساب إمكانية التغييم مثلاً تتراوح كمية بخار الماء في الهواء بين صفر و4 ٪ من حجم الهواء. وفيما يأتي شرحاً وافياً لكل من هذه المفاهيم.

1- الرطوبة المطلقة Absolute Humidity: هي كمية بخار الماء في حجم محدد من الهواء محسوبة بالغرام في كل متر مكعب من الهواء. لا تؤثر الحرارة على هذه الكمية، فرغم ازدياد قدرة الهواء على الحمل مع ارتفاع درجة الحرارة، إلا أن كمية بخار الماء تبقى ثابتة رغم ارتفاع أو انخفاض درجة الحرارة. فمثلاً إذا حمل الهواء بدرجة حرارة 20م 17,30 غرام وارتفعت حرارة الهواء إلى 25م فان الكمية ستبقى نفس الكمية إذا لم يضف إلى الهواء كمية جديدة من بخار الماء. وللهواء بدرجة حرارة معينة قدرة محددة على حمل بخار الماء، وعندما تصل كمية بخار الماء في الهواء إلى هذه النقطة يقال إن الهواء وصل إلى حد الإشباع Saturation الجدول رقم (15) يوضح الطاقة القصوى التي يستطيع الهواء أن يحملها من بخار الماء وحسب درجة حرارته. يلاحظ من الجدول إن كمية بخار الماء في الهواء تزداد مع زيادة درجة الحرارة. كما إن الهواء الحار تتزايد فيه قدرة الهواء على الحمل بشكل أكبر بكثير من الهواء البارد، فالهواء بدرجة حرارة صفرم يحمل 4,8 غرام بينما بدرجة حرارة 5م يحمل .6,8. وعندما ترتفع الحرارة أكثر فان نسبة الزيادة تكون أكبر، فمثلاً يحمل الهواء 51,2 غرام بدرجة حرارة 40 م ، في حين ترتفع قدرته على الحمل إلى 65,5 غرام بدرجة حرارة 45 م أي إن زيادة 5 درجات حرارة تزيد القدرة على الحمل 15 غرام بينما بين درجة حرارة صفر 5 م فان قدرة الهواء ازدادت 2 غرام فقط.

2- الرطوبة النوعية Specific Humidity:

وهي طريقة أخرى للتعبير عن كمية بخار الماء في الهواء. والرطوبة النوعية هي وزن بخار الماء في الهواء ويعبر عنها بالغرام رطوبة في كيلو غرام من الهواء. ونفس الفكرة تطبق على هذا المفهوم، حيث تزداد قدرة الهواء على حمل بخار الماء كلما ازدادت الحرارة، باستثناء أن اختلاف الكمية من بخار الماء يعبر عنها بالكيلو غرامات من الهواء بدلاً من المتر المكعب. لذلك فان ما يحمله متر مكعب من الهواء من غرامات بخار الماء مقارب إلى ما يحمله كيلو غرام من الهواء بنفس درجة الحرارة. وتستعمل المعادلة الآتية لحساب الرطوبة النوعية:

الرطوبة النوعية = 623 × ضغط بخار الماء: الضغط الجوي.

3- الرطوبة النسبية Relative Humidity:

وهي كمية بخار الماء الموجودة في الهواء بدرجة حرارة معينة نسبة إلى الكمية القصوى التي يستطيع الهواء أن يحملها بنفس درجة الحرارة، ويعبر عن الرطوبة النسبية بالنسبة المئوية. وتتأثر الرطوبة النسبية بشكل مباشر بدرجة الحرارة. فلما كانت الرطوبة النسبية هي النسبة المئوية لبخار الماء في الهواء، فان هذه النسبة ستتغير بتغير درجة الحرارة. فمثلاً إذا كان الهواء يستطيع أن يحمل 8٫7 غرامات من بخار الماء بدرجة حرارة 5م، وكانت حرارة الهواء 15م وهو يحمل نفس الكمية فان الرطوبة النسبية للهواء بدرجة حرارة 15 م هي 50 ٪ تقريباً، وذلك لان الهواء بدرجة حرارة 15م يستطيع أن يحمل 17 غرام من بخار الماء. لذلك نرى إن أي تغير في درجة حرارة الهواء مع بقاء كمية بخار الماء في الهواء ثابتة سيغير نسبة بخار الماء في الهواء. والرطوبة النسبية إما تحسب رياضياً أو تقاس بالأجهزة. ولحساب نسبة بخار الماء في الهواء نستعمل المعادلة الآتية:

الرطوبة النسبية = ضغط بخار الماء الفعلي: ضغط بخار الماء في حالة الإشباع. وهنا لا بد لنا أن نتطرق إلى ضغط بخار الماء Vapor Pressure. يعرف ضغط بخار الماء في الهواء بأنه كمية الضغط الذي تولده كمية بخار الماء الموجودة في الهواء في حالة الضغط الاعتيادي عند مستوى سطح البحر. وعندما تكون عدد ذرات بخار الماء المغادرة لسطح الماء تساوي عدد الذرات التي تعود إلى الماء، فان التبخر يساوي صفراً، فان ضغط بخار الماء في هذه الحالة يكون في حالة الإشباع. ويختلف ضغط بخار الماء فوق الماء العذب عنة فوق الماء المالح، حيث يكون ضغط بخار الماء بدرجة حرارة معينة فوق الماء العذب أكبر منة فوق الماء المالح. والسبب إن ملوحة الماء تقلل من ضغط بخار الماء حيث أن الماء المالح يحتاج إلى طاقة أكبر لتبخير نفس الكمية من الماء العذب. كما يلاحظ من الجدول إن ضغط بخار الماء يزداد مع ارتفاع الحرارة القيم الموضحة في الجدول هي في حالة الضغط الجوي الاعتيادي باستخدام الجدول يمكن حساب الرطوبة النسبية إذا عرفت كمية ضغط بخار الماء في الجو. فإذا كان ضغط بخار الماء في الجو 10 مليبار، ودرجة الحرارة 20م، فان العملية تحل باستعمال القانون أعلاه الرطوبة النسبية =23,37 × 10 : = 1000428 ، الرطوبة النسبية = 42,8٪ .