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空氣濕度的觀測與測量

來源:上海懿凌環(huán)境科技有限公司   2010年03月15日 14:30  
  表示空氣中水汽多寡亦即干濕程度的物理量,稱為空氣濕度。濕度的大小常用水汽壓、濕度、相對濕度和露點(diǎn)溫度等表示。公眾天氣預(yù)報(bào)中zui常用的是相對濕度。 相對濕度是空氣中實(shí)際水汽含量濕度與同溫度下的飽和濕度zui大可能水汽含量)的百分比值。它只是一個(gè)相對數(shù)字,并不表示空氣中濕度的大小。 
    在一定的氣溫條件下,一定體積的空氣只能容納一定量的水汽。如果水汽量達(dá)到了空氣能夠

容納水汽的限度,這時(shí)的空氣就達(dá)到了飽和狀態(tài),相對濕度為100%。在飽和狀態(tài)下,水份不再

蒸發(fā)。高熱的夏季遇到這種天氣,人體分泌的汗水難以蒸發(fā),感到悶熱難以忍受。反之, 秋天有

時(shí)也會(huì)遇到高溫這只“秋老虎,但由于度明顯降低,人們渾身淌汗卻很少會(huì)有“ 悶”的感覺。

如果冬天遇到低溫高濕天氣,人們又會(huì)感到陰濕寒冷。空氣中濕度太小,同樣會(huì)使人感到不舒

服。南方人初到北方,沿海人咋去大西北,常會(huì)感到唇干口燥,甚至鼻出血 。當(dāng)然,這是屬于人

的適應(yīng)性問題了。 

       一般而言,相對濕度的日變化與氣溫的日變化相反,zui大值出現(xiàn)在日出前后,zui小值出現(xiàn)在

下午2時(shí)左右。當(dāng)然,當(dāng)某地的天氣發(fā)生突變時(shí),濕度的這種變化規(guī)律就會(huì)被破壞。如高溫低濕

的午后,突然烏云翻滾,濕空氣洶涌而至,當(dāng)?shù)氐臐穸染蜁?huì)迅速猛升。 相對濕度的年變化比較復(fù)

雜,通常是多雨的季節(jié)濕度高,晴朗的天氣濕度低,但各地的地理 條件、氣溫條件和雨季情況差

異很大,難以概括出一個(gè)具有普遍性的規(guī)律。 電視觀眾朋友們一定會(huì)注意到,當(dāng)要預(yù)報(bào)一場降水

即將發(fā)生時(shí),預(yù)報(bào)員常會(huì)給出一張高空形 勢預(yù)報(bào)圖,圖中用紅色箭頭表示西南暖濕氣流,用藍(lán)色

箭頭表示來自北方的干冷氣流,并預(yù) 報(bào)說這兩支氣流將在某地區(qū)交匯,產(chǎn)生強(qiáng)降雨。 當(dāng)然,這

只是諸多降雨因素中的兩個(gè)因素,是一種直觀的圖示。不過,它至少表明了兩個(gè)含義:其一,大

氣中的暖濕氣流一般來自南方,干冷氣流來自北方;其二,暖濕氣流是產(chǎn)生降水的*的基

本條件。 事實(shí)上,空氣中的水汽一部分來自其下墊面上江河湖泊和潮濕土壤的蒸發(fā),另一部分

(在許多情況下是主要的一部分)則來自熱帶地區(qū)特別是熱帶洋面。我國地處亞歐大陸東南部,因

此,偏南或西南氣流一般攜帶有暖濕空氣,而西北氣流是干冷空氣的同義語。由春至夏,高溫高

濕的西太平洋副熱帶高壓向北挺進(jìn),我國自南向北先后進(jìn)入高溫高濕的多雨季節(jié)。由秋至冬,來

自西伯利亞的干冷空氣步步南侵, 我國又自北向南先后經(jīng)歷低溫低濕的少雨時(shí)光。   

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空氣濕度觀測
 
空氣濕度即是空氣的干濕程度。根據(jù)不同需要,通常分別以濕度、水汽壓、相對濕度和露點(diǎn)
 
溫度表示。它的大小和增減,會(huì)直接或間接地引起云、霧、降水等現(xiàn)象的生消演變。 氣象部門
 
測定的空氣濕度有好幾種,包括相對濕度、濕度、水汽壓和露點(diǎn)等。相對濕度是其中zui常用
 
的。相對濕度的單位是百分?jǐn)?shù)(%),空氣中沒有水汽時(shí)相對濕度為零,空氣中容納水汽已達(dá)到
 
zui大限度時(shí)(稱為空氣已經(jīng)飽和),相對濕度就是100%。 測量空氣濕度通常用干濕球溫度表。
 
它是兩支同樣的溫度表,干球溫度表用來測量氣溫;濕球溫度表的水銀球用濕潤紗布包裹著,紗
 
布下端浸在水盂里。使?jié)袂蚣啿际冀K保持濕潤狀態(tài)(因而稱為濕球溫度表)。濕球紗布上的水在
 
空氣沒有達(dá)到飽和時(shí)會(huì)不斷蒸發(fā)。蒸發(fā)的快慢決定于空氣相對濕度:濕度大時(shí)蒸發(fā)慢,濕度小時(shí)
 
蒸發(fā)快。濕度是100%時(shí),空氣中所含水汽已飽和,水分停止蒸發(fā)。
 
 
水分蒸發(fā)是要消耗熱量的,這樣濕球溫度表的讀數(shù)就會(huì)減小。因此,除了空氣飽和,即相對濕度
 
為100%(此時(shí)濕球溫度表的讀數(shù)和干球溫度表一樣)以外,干球溫度表的讀數(shù)總比濕球溫度表
 
的讀數(shù)要高。兩者差值越大表示空氣越干燥,相對濕度越低。因此利用干濕球溫度差使可以知道
 
空氣相對濕度的高低。利用氣象部門已出版的對照表冊,可以很方便地查用所需數(shù)據(jù)。
 
 
濕度的測量
   
 
            發(fā)濕度表(計(jì))
 
濕度表示空氣中水汽的含量或干濕程度,在氣象觀測中常用水汽壓、相對濕度和露點(diǎn)溫度三種物理量表
 
示。
 
1) 水汽壓(e):是水汽在大氣總壓力中的分壓力。它表示了空氣中水汽的含量的大小,以毫巴
 
 
為單位??諝馕账幸欢?,達(dá)到了*就不再吸收,這個(gè)*叫“飽和點(diǎn)”??諝庵兴_(dá)到
 
 
飽和點(diǎn)時(shí)的水汽壓,稱為飽和水汽壓(或稱zui大水汽張力)。飽和水汽壓是溫度的函數(shù),隨溫度升高而
 
 
增大。在同一溫度下,純冰面上的飽和水汽壓要小于純水面上的飽和水汽壓。
 
 
2) 相對濕度(rh):濕空氣中實(shí)際水汽壓e與同溫度下飽和水汽壓E的百分比,即rh =(e/E)* 100%
 
 
相對濕度的大小能直接表示空氣距離飽和的相對程度??諝?干燥時(shí),相對濕度為零。相對濕度越
 
 
小,表示當(dāng)時(shí)空氣越干燥。當(dāng)相對濕度接近于100%時(shí),表示空氣很潮濕,越接近于飽和。
 
 
3) 露點(diǎn)(或霜點(diǎn))溫度:指空氣在水汽含量和氣壓都不改變的條件下,冷卻到飽和時(shí)的溫度。形象地
 
 
說,就是空中的水蒸氣變?yōu)槁吨闀r(shí)候的溫度叫露點(diǎn)溫度。露點(diǎn)溫度本是個(gè)溫度值,可為什么用它來表示
 
 
濕度呢?這是因?yàn)?,?dāng)空氣中水汽已達(dá)到飽和時(shí),氣溫與露點(diǎn)溫度相同;當(dāng)水汽未達(dá)到飽和時(shí),氣溫一
 
 
定高于露點(diǎn)溫度。所以露點(diǎn)與氣溫的差值可以表示空氣中的水汽距離飽和的程度?!?br />  
 
測定濕度的儀器常用的有干濕球溫度表,毛發(fā)濕度表(計(jì))和電阻式濕度片等。
 
 
a) 干濕球溫度表:用一對并列裝置的、形狀*相同的溫度表,一支測氣溫,稱干球溫度表,另一支
 
 
包有保持浸透蒸餾水的脫脂紗布,稱濕球溫度表。當(dāng)空氣未飽和時(shí),濕球因表面蒸發(fā)需要消耗熱量,從
 
 
而使?jié)袂驕囟认陆?。與此同時(shí),濕球又從流經(jīng)濕球的空氣中不斷取得熱量補(bǔ)給。當(dāng)濕球因蒸發(fā)而消耗的
 
 
熱量和從周圍空氣中獲得的熱量相平衡時(shí),濕球溫度就不再繼續(xù)下降,從而出現(xiàn)一個(gè)干濕球溫度差。干
 
 
濕球溫度差值的大小,主要與當(dāng)時(shí)的空氣濕度有關(guān)。空氣濕度越小,濕球表面的水分蒸發(fā)越快,濕球溫
 
 
度降得越多,干濕球的溫差就越大;反之,空氣濕度越大,濕球表面的水分蒸發(fā)越慢,濕球溫度降得越
 
 
少,干濕球的溫差就越小。當(dāng)然,干濕球的溫差的大小還與其他一些因素有關(guān),如濕球附近的通風(fēng)速
 
 
度、氣壓、濕球大小、濕球潤濕方式等有關(guān)??梢愿鶕?jù)干濕球溫度值,并將一些其它因素考慮在內(nèi),從
 
 
理論上推算出當(dāng)時(shí)的空氣濕度來。干濕球溫度表是當(dāng)前測濕的主要儀器,但不適用于低溫(-10℃以
 
 
下)使用。
 
 
b) 發(fā)濕度表(計(jì)):利用脫脂人發(fā)(或牛的腸衣)具有空氣潮濕時(shí)伸長,干燥時(shí)縮短的特性,制成毛
 
 
發(fā)濕度表或濕度自記儀器,它的測濕精度較差,毛發(fā)濕度表通常在氣溫低于-10℃時(shí)使用。
 
 
c) 電阻式濕度片:利用吸濕膜片隨濕度變化改變其電阻值的原理,常用的有碳膜濕敏電阻和氯化鋰濕
 
 
度片兩種。前者用高分子聚合物和導(dǎo)電材料碳黑,加上粘合劑配成一定比例的膠狀液體,涂覆到基片上
 
 
組成的電阻片;后者是在基片上涂上一層氯化鋰酒精溶液,當(dāng)空氣濕度變化時(shí),氯化鋰溶液濃度隨之改
 
 
變從而也改變了測濕膜片的電阻。這類元件測濕精度較干濕表低,主要用在無線電探空儀和遙測設(shè)備
 
 
中。
 
 
d) 薄膜濕敏電容:是以高分子聚合物為介質(zhì)的電容器,因吸收(或釋放)水汽而改變電容值。它精
 
 
巧,性能優(yōu)良,常用在探空儀和遙測中。
 
 
e) 露點(diǎn)儀:能直接測出露點(diǎn)溫度的儀器。使一個(gè)鏡面處在樣品濕空氣中降溫,直到鏡面上隱現(xiàn)露滴
 
 
(或冰晶)的瞬間,測出鏡面平均溫度,即為露(霜)點(diǎn)溫度。它測濕精度高,但需光潔度很高的鏡
 
 
面,精度很高的溫控系統(tǒng),以及靈敏度很高的露滴(冰晶)的光學(xué)探測系統(tǒng)。使用時(shí)必須使吸入樣本空
 
 
氣的管道保持清潔,否則管道內(nèi)的雜質(zhì)將吸收或放出水分造成測量誤差。
 
 
濕度:濕度就是指空氣中濕氣的含量.物理定義:空氣濕度是用來表示空氣中的水汽含量多少或空氣潮濕
 
 
程度的物理量。相對濕度:實(shí)際空氣的濕度與在同一溫度下達(dá)到飽和狀況時(shí)的濕度之比值。單位:%
 
 
相對濕度過(RH)= Ma/Mg * 100% / t
 
 
Ma = 空氣中水的含量
 
 
Mg = 該空氣可含水的zui大容量
 
 
t= 溫度
 
 
同樣體積空氣的含水飽和度隨著溫度的變化而變化。溫度越高,空氣含水飽和度越高。
 
 
濕度:空氣中的水蒸氣質(zhì)量與濕空氣的總體積之比。
 
 
露點(diǎn)溫度:在給定的壓力下,混合比為γ的濕空氣被水飽和時(shí)的溫度。在該溫度下水的飽和蒸氣壓等于
 
 
混合比為γ的濕空氣的水蒸氣分壓。
 
 
露點(diǎn):指空氣中飽和水汽開始凝結(jié)結(jié)露的溫度,在100%的相對濕度時(shí),周圍環(huán)境的溫度就是露點(diǎn)溫
 
 
度。露點(diǎn)溫度越小于周圍環(huán)境的溫度,結(jié)露的可能性就越小,也就意味著空氣越干燥,露點(diǎn)不受溫度影
 
 
響,但受壓力影響。
 
 
飽和水汽壓:飽和空氣下產(chǎn)生的壓力,飽和水汽壓間接反映大氣中的水汽壓力,是溫度的系數(shù),溫度越
 
 
高,空氣中所容量水分子數(shù)量越多;反之,越少。
 
 
飽和差:在一定溫度條件下,飽和水汽壓與當(dāng)時(shí)的實(shí)際水汽壓之差,間接表示空氣中的水汽含量,單位
 
 
hPa。d=E-e , d=0, r=100%。在討論水面蒸發(fā)強(qiáng)度時(shí),多用飽和差,因飽和差的大小表示水分的蒸
 
 
發(fā)能力,氣溫越高,飽和差越大,則蒸發(fā)進(jìn)行的越強(qiáng)烈;氣溫越低,飽和差越小,蒸發(fā)進(jìn)行緩慢。
 
 
混合比:濕空氣中所含的確定氣體質(zhì)量與它共存的干空氣質(zhì)量之比。
 
 
比濕:濕空氣中水蒸氣的分體積與干空氣的分體積之比。
 
 
體積比:水蒸氣摩爾數(shù)與總摩爾數(shù)之比
 
 
水蒸氣摩爾分?jǐn)?shù):水蒸氣摩爾數(shù)與總摩爾數(shù)之比
 
 
水蒸氣分壓:濕氣(體積為V,溫度為T)中的水蒸氣相同V、T條件下單獨(dú)存在時(shí)的壓力
 
 
濕度:濕度就是指空氣中濕氣的含量.物理定義:空氣濕度是用來表示空氣中的水汽含量多少或空氣潮濕
 
 
程度的物理量。相對濕度:實(shí)際空氣的濕度與在同一溫度下達(dá)到飽和狀況時(shí)的濕度之比值。
 
 
單位:%
 
 
相對濕度過(RH)= Ma/Mg * 100% / t
 
 
Ma = 空氣中水的含量
 
 
Mg = 該空氣可含水的zui大容量
 
 
t = 溫度
 
 
同樣體積空氣的含水飽和度隨著溫度的變化而變化。溫度越高,空氣含水飽和度越高。
 
 
濕度:空氣中的水蒸氣質(zhì)量與濕空氣的總體積之比。
 
 
露點(diǎn)溫度:在給定的壓力下,混合比為γ的濕空氣被水飽和時(shí)的溫度。在該溫度下水的飽和蒸氣壓等于
 
 
混合比為γ的濕空氣的水蒸氣分壓。
 
 
露點(diǎn):指空氣中飽和水汽開始凝結(jié)結(jié)露的溫度,在100%的相對濕度時(shí),周圍環(huán)境的溫度就是露點(diǎn)溫
 
 
度。露點(diǎn)溫度越小于周圍環(huán)境的溫度,結(jié)露的可能性就越小,也就意味著空氣越干燥,露點(diǎn)不受溫度影
 
 
響,但受壓力影響。
 
 
飽和水汽壓:飽和空氣下產(chǎn)生的壓力,飽和水汽壓間接反映大氣中的水汽壓力,是溫度的系數(shù),溫度越
 
 
高,空氣中所容量水分子數(shù)量越多;反之,越少。
 
 
飽和差:在一定溫度條件下,飽和水汽壓與當(dāng)時(shí)的實(shí)際水汽壓之差,間接表示空氣中的水汽含量,單位
 
 
hPa。d=E-e , d=0, r=100%。
 
 
在討論水面蒸發(fā)強(qiáng)度時(shí),多用飽和差,因飽和差的大小表示水分的蒸發(fā)能力,氣溫越高,飽和差越大,
 
 
則蒸發(fā)進(jìn)行的越強(qiáng)烈;氣溫越低,飽和差越小,蒸發(fā)進(jìn)行緩慢。
 
 
混合比:濕空氣中所含的確定氣體質(zhì)量與它共存的干空氣質(zhì)量之比。
 
 
比濕:濕空氣中水蒸氣的分體積與干空氣的分體積之比。
 
 
體積比:水蒸氣摩爾數(shù)與總摩爾數(shù)之比
 
 
水蒸氣摩爾分?jǐn)?shù):水蒸氣摩爾數(shù)與總摩爾數(shù)之比
 
 
水蒸氣分壓:濕氣(體積為V,溫度為T)中的水蒸氣相同V、T條件下單獨(dú)存在時(shí)的壓力

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