2022-05-12 01:04:02

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露点(或霜点)温度: dew temperature。露点温度指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下,冷却到饱和时的温度。形象地说,就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。露点温度本是个温度值,可为什么用它来表示湿度呢?这是因为,当空气中水汽已达到饱和时,气温与露点温度相同;当水汽未达到饱和时,气温一定高于露点温度。所以露点与气温的差值可以表示空气中的水汽距离饱和的程度。气温降到露点以下是水汽凝结的必要条件。

基本信息

  • 中文名称

    露点(或霜点)温度

  • 外文名称

    dew temperature

  • 定义

    水蒸气变为露珠时候的温度

  • 要求

    冷却到饱和时的温度

  • 学科

    大气学

折叠 编辑本段 简介

在100%的相对湿度时,周围环境的温度就是露点温度。露点温度越小于周围环境的温度,结露的可能性就越小,也就意味着空气越干燥,露点不受温度影响,但受压力影响。

折叠 解释一

在一定的空气压力下,逐渐降低空气的温度,当空气中所含水蒸气达到饱和状态,开始凝结形成水滴时的温度叫做该空气在空气压力下的露点温度。即当温度降至露点温度以下,湿空气中便有水滴析出。降温法清除湿空气中的水分,就是利用此原理。

折叠 解释二

在日常生活中我们可以看到,到夜间空气温度降低时,空气中的水分会有一部分析出,形成露水或霜。这说明在水蒸气含量不变的情况下,由于温度的降低,能够使空气中原来未达饱和的水蒸气可变成饱和蒸气,多余的水分就会析出。使水蒸气达到饱和时的温度就叫作"露点"。测得露点温度,就可以从水蒸气的饱和含量表中查得其水蒸气含量。由于温度降低过程中水蒸气含量并没有改变,因此,测定露点实际上就是测定了空气中的绝对湿度。如果露点越低,表示空气中的水分含量越少。露点可用专用的露点仪测定。例如,空气经干燥器后的露点为-50℃,与-50℃对应的饱和水分含量为38.89mg/m,说明空气中尚含有这些水分。如果露点为-60℃,则饱和水分含量为10.68mg/m。露点越低,说明干燥程度越高。

折叠 解释三

它是指气体中的水份从未饱和水蒸气变成饱和水蒸气的温度,当未饱和水蒸气变成饱和水蒸气时,有极细的露珠出现,出现露珠时的温度叫做"露点",它表示气体中的含水量,露点越低,表示气体中的含水量越少,气体越干燥。露点和压力有关,因此又有大气压露点(常压露点)和压力下露点之分。大气压露点是指在大气压力下水份的凝结温度,而压力下露点是指该压力下的水份凝结温度,两者有换算关系(可查换算表),如压力0.7Mpa时压力露点为5℃,则相应的大气压(0.101Mpa)露点则为-20℃。在气体行业中,若无特殊说明,所指的露点均为大气压露点。

折叠 编辑本段 露点

折叠 定义或解释

①使空气里原来所含的未饱和水蒸汽变成饱和时的温度,叫做露点。

②空气的相对湿度变成100%时,也就是实际水蒸汽压强等于饱和水蒸汽压强时的温度,叫做露点。

折叠 单位

习惯上,常用摄氏温度表示。

折叠 说明

①人们常常通过测定露点,来确定空气的绝对湿度和相对湿度,所以露点也是空气湿度的一种表示方式。例如,当测得了在某一气压下空气的温度是20℃,露点是12℃那么,就可从表中查得20℃时的饱和蒸汽压为17.54mmHg,12℃时的饱和蒸汽压为10.52mmHg。则此时:

空气的绝对湿度p=10.52mmHg,

空气的相对湿度.B=(10.52/17.54)×100%=60%。

采用这种方法来确定空气的湿度,有着重大的实用价值。但这里很关键的一点,要求学生学会露点的测定方法。

②露点的测定,在农业上意义很大。由于空气的温度下降到露点温度时,空气中的水蒸汽就凝结成露。如果露点在O℃以下,那么气温下降到露点时,水蒸汽就会直接凝结成霜。知道了露点,可以预报是否发生霜冻,使农作物免受损害。

⑨气温和露点的差值愈小,表示空气愈接近饱和。气温和露点接近,也就是此时的相对湿度百分比值大,人们感觉气候潮湿;气温和露点差值大,即此时的相对湿度百分比值小,人们感觉气候干燥。人体感到适中的相对湿度是60~70%。

④严格地说,露点时的饱和汽压和空气当时的水汽压强是不相等的。

由于未饱和汽的压强随温度的变化是遵循下列规律Pt=P0(1+t/273)。

折叠 编辑本段 最高露点纪录

有纪录以来最高的露点是35℃,于2003年7月8日下午三时在沙特阿拉伯宰赫兰所录得。当时的气温为42.2℃,使得酷热指数高达77.7℃。

人类对高露点时的反应:

在高露点时,一般人都会感到不适。由于高露点时气温一般都会较高、而导致人体出汗;而高露点有时亦伴随着高相对湿度、汗水挥发受阻,从而使人体过热而感到不适。

另一方面,低露点时气温或者相对湿度会较低,任何一项都可令人体有效地散热,因而比较舒适。

在内陆居住的人一般都会在露点到达15℃至20℃时开始感到不适;而当露点越过21℃时更会感到闷热。

折叠 编辑本段 绝对湿度

折叠 定义或解释

①空气里所含水汽的压强,叫做水蒸气的分压。

②单位体积空气中所含水蒸汽的质量,叫做空气的绝对湿度。

折叠 单位

绝对湿度的单位习惯用毫米水银柱高来表示。也常用1立方米空气中所含水蒸汽的克数来表示。

折叠 说明

①空气的干湿程度和单位体积的空气里所含水蒸汽的多少有关,在一定温度下,一定体积的空气中,水汽密度愈大,汽压也愈大,密度愈小,汽压也愈小。所以通常是用空气里水蒸汽的压强来表示湿度的。

②湿度是表示空气的干湿程度的物理量。空气的湿度有多种表示方式,如绝对湿度,相对湿度、露点等。

折叠 编辑本段 相对湿度

折叠 定义或解释

①空气中实际所含水蒸汽密度和同温度下饱和水蒸汽密度的百分比值,叫做空气的相对湿度。

②在某一温度时,空气的绝对湿度,跟在同一温度下的饱和水汽压的百分比值,叫做当时空气的相对湿度。

折叠 说明

①实际上碰到许多跟湿度有关的现象并不跟绝对湿度直接有关,而是跟水汽离饱和状态的程度有直接关系,因此提出了一个能表示空气中的水汽离开饱和程度的新概念--相对湿度。也是空气湿度的一种表示方式。

②由于在温度相同时,蒸汽的密度和蒸汽压强成正比,所以相对湿度通常就是实际水蒸汽压强和同温度下饱和水蒸汽压强的百分比值。

夜间多云,雾,露,霜,天气转冷时,容易产生云雨都是相对湿度增大的结果。

折叠 编辑本段 压力露点

折叠 解释一

即湿空气被压缩后开始析出水滴时的温度。压力越高,开始析出水滴的温度也越高。

折叠 解释二

其他条件不变,但是大气压力不同的情况下,露点是不同的。最大压力露点就是大气压力最大的情况下露点温度值。

折叠 解释三

我们说的压力露点是:同样的气体,其在相同温度下,因为压力改变所以湿度有变化。温度为20℃时,常压露点为-50℃。当压力变为十公斤时,压力露点为-27.5℃,压力霜点为-29.66℃。

折叠 编辑本段 露点仪

能直接测出露点温度的仪器。使一个镜面处在样品湿空气中降温,直到镜面上隐现露滴(或冰晶)的瞬间,测出镜面平均温度,即为露(霜)点温度。它测湿精度高,但需光洁度很高的镜面,精度很高的温控系统,以及灵敏度很高的露滴(冰晶)的光学探测系统。使用时必须使吸入样本空气的管道保持清洁,否则管道内的杂质将吸收或放出水分造成测量误差。

折叠 编辑本段 关于露点温度计算的探讨

在空气中水汽含量不变,保持气压一定的情况下,使空气冷却达到饱和时的温度称露点温度,简称露点,其单位与气温相同。在气压一定时,露点的高低只与空气中的水汽含量有关,水汽含量愈多,露点愈高,所以露点也是反映空气中水汽含量的物理量。在实际大气中,空气经常处于未饱和状态,露点温度常比气温低。因此,根据露点温度和气温的差值,也可以大致判断空气距离饱和的程度。

我国空气中的温度和相对湿度的测量相当普遍,采用水银/酒精温度计测量空气温度及最低、最高温度,利用毛发湿度计测量相对湿度。而相对于这两个量的测量,露点温度的测量就有难度,虽然有露点仪可以测量,但露点仪在低温时精度和灵敏度急剧降低,而露点仪是一个比较精密复杂的仪器,对观测人员的技术水平要求很高,一旦出现操作失误和维护不当,如镜面上和空气导管内严重污染、光电探测系统灵敏度降低等,都将对测量结果带来很大的误差。基于以上原因,我国台站的露点温度一般采用公式反算的形式,按照2004年版的《地面气象观测规范》,露点温度的测量是利用马格拉斯公式的转换形式。由于露点温度没有直接计算公式,马格拉斯公式是戈夫-格雷奇(GoffGratch)公式的近似求解,也是一个经验公式,难免存在一定的不确定性。

露点温度是通过饱和水汽压公式直接反算得到,因此,在计算过程中饱和水汽压公式具有至关重要的作用,针对这一点,许多研究者也得出了一些计算饱和水汽压的公式(其中包括戈夫-格雷奇公式)。为了比较不同公式在计算露点温度时的优缺点,分析公式计算露点温度可能存在的问题,本文对不同公式计算的饱和水汽压随温度的变化,以及由此反算得到的露点温度的变化进行了分析对比研究。

折叠 公式

干湿球温度表观测是我国气象台站的基本观测项目,因此,可以通过干湿球温度差借助本站气压来计算空气中的水汽压。

e=Etw-APh(t-tw)(1)

式中:e为水汽压(hPa);Etw为湿球温度tw所对应的纯水平液面的饱和水汽压,湿球结冰且湿球温度低于0℃时,为纯水平冰面的饱和水汽压;A为干湿表系数(℃-1),由干湿表类型、通风速度及湿球结冰与否而定,其值可查看干湿系数表;Ph为本站气压(hPa);t为干球温度(℃);tw为湿球温度(℃)。

使用干湿球温度表测湿度时,空气中相对湿度的计算公式为:

U=e/Ew×100%(2)

式中:U为相对湿度(%);e为水汽压(hPa);Ew为干球温度t所对应的饱和水汽压(hPa)。

由于露点温度是气压一定时,空气冷却达到饱和时的温度,当达到饱和时,通过公式(2)可知,U为100%,水汽压e将等于饱和水汽压Ew,所以把(1)式得到的水汽压作为饱和水汽压带入到饱和水汽压公式中,反算得到的温度就是露点温度,饱和水汽压和露点温度有一一对应的关系。马格拉斯公式就是戈夫-格雷奇(Goff-Gratch)公式逐步逼近求解的近似表达形式。

干湿球温度的测量,在夏季观测操作简单、误差较小,只要保证湿球温度计下水杯中的蒸馏水不干,纱布紧靠着温度计球部扎好即可。在冬季,气温在-10℃以下时停止观测湿球温度,要改用毛发湿度表或湿度计测定湿度,气温在-10℃或以上时,湿球纱布冻结后,要进行湿球溶冰操作。溶冰操作时要注意许多细节,如溶冰用的水温不可过高,纱布要充分浸透,各台站根据天气情况确定溶冰时次,溶冰时间要根据当时风速、湿度确定等。这些都带有很大的主观因素,观测人员经验的多少将对结果有很大的影响。所以,当溶冰出现失误或溶冰不当时,观测得到的湿球温度会有较大的误差,这将导致水汽压计算的误差,最终影响露点温度的计算。为了更详细地了解这种误差对不同公式计算露点温度的影响,下面先简单介绍已有的饱和水汽压公式。

折叠 研究结论

露点温度是反映空气中水汽含量的一个重要物理量,尤其对于雾的研究、农业和空调除湿等工程方面都有着很重要的指导作用。但露点温度的测量还较难实现,我国主要利用干湿球温度通过公式计算得到。本文对利用的一些主要计算饱和水汽压公式进行了介绍,并通过公式反算了露点温度。同时,对湿球温度误差可能造成的露点温度影响进行了分析。

研究表明,常用的液面饱和水汽压公式在-20~50℃时,各公式计算结果彼此相差较小,冰面水汽压公式离散度相对较大。说明各公式有一定的通性,都具有描述饱和水汽压的能力。但通过假设空气饱和的理想试验可以看出,饱和水汽压公式反算露点温度还存在一定的问题。不管是通过液面饱和水汽压公式还是冰面饱和水汽压公式,在0℃以下计算得到的露点温度与真实的露点温度差值随温度的降低迅速增大,当温度低于-20℃相差能达到1℃左右。0℃以上的计算,大部分公式都能保持较小的误差。假设空气相对湿度为50%时的试验也证明了这一点。

总而言之,通过计算公式得到的露点温度还具有一定的不确定性,尤其当温度低于0℃时,这也间接地证明,冬季当观测员观测湿球温度时,溶冰不当可能导致结果有很大的误差。解决方法,一方面提高观测员的技能,另一方面要利用已有的公式,推导出一个更适合我国冬季露点温度计算,对湿球温度误差反映不太灵敏的公式。

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