2022-02-09 11:59:18

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水汽压(water vapor pressure)是指空气中水汽的分压强。

如果说相对湿度好比海绵吸水,只表示吸水的饱和程度的话,那么水汽压就表示空气中水汽的绝对含量的大小,它可以理解为水汽在大气总压力中的分压力,单位和气压一样,都是百帕。空气中水汽含量愈多,分压力就愈大,水汽压也愈大。

基本信息

  • 中文名

    水汽压

  • 外文名

    water vapor pressure

  • 介质

    空气

  • 含义

    空气中水汽的分压强

折叠 编辑本段 数学公式

大气中水汽的含量虽然不多,却是大气中极其活跃的成分,在天气和气候中扮演着重要的角色。大气中的水汽含量有很多种测量方法,日常生活中人们最关心的是水汽压、绝对湿度和相对湿度。

水汽压(e)是大气压力中水汽的分压力,和气压一样用百帕来度量。以前气压和水汽压常以水银柱的毫米数来测度,1百帕=0.75008毫米水银柱。在一定温度下空气中水汽达到饱和时的分压力,称为饱和水汽压(E)。饱和水汽压随着气温的升高而迅速增加。

绝对湿度(a)指单位体积湿空气中含有的水汽质量,也就是空气中的水汽密度,单位为克/立方厘米或千克/立方米。绝对湿度不容易直接测量,实际使用比较少。如果水汽压的单位为千帕,绝对湿度的单位取千克/立方米,则两者关系为:a=2.165e/T 千克/立方米,其中T是温度。

根据理想气体状态方程:pV=nRT

则n=PV/(RT)

本例中P=e V=1立方米

R=8.31441±0.00026J/(mol·K)

则一立方中蒸汽的量=e*1/(8.31441*T)

水分子量:18

换算成质量:e*1/(8.31441*T)*18=2.165e/T (E的单位为千帕)

相对湿度(f)指空气的水汽压e与同一温度下的饱和水汽压E之比,以百分数表示是:f=e/E*100%

相对湿度的大小表示空气接近饱和的程度。当f=100%时,表示空气已经达到饱和;未饱和时,f<100%;过饱和时f>100%。相对湿度的大小不仅与大气中水汽含量有关,而且还随气温升高而降低。[1]

折叠 编辑本段 变化规律

在日常生活中,与人们关系最密切的是水汽压和相对湿度,绝对湿度用得较少。

水汽压的大小与蒸发的快慢有密切关系,而蒸发的快慢在水分供应一定的条件下,主要受温度控制。白天温度高,蒸发快,进入大气的水汽多,水汽压就大;夜间出现相反的情况,基本上由温度决定。每天有一个最高值出现在午后,一个最低值出现在清晨。在海洋上,或在大陆上的冬季,多属于这种情况。但是在大陆上的夏季,水汽压有两个最大值,一个出现在早晨9~10时,另一个出现在21~22时。在9~10时以后,对流发展旺盛,地面蒸发的水汽被上传给上层大气,使下层水汽减少;21~22时以后,对流虽然减弱,但温度已降低,蒸发也就减弱了。与这个最大值对应得是两个最小值,一个最小值发生在清晨日出前温度最低的时候,另一个发生在午后对流最强的时候。

水汽压的年变化和气温的年变化相似。最高值出现在7~8月,最低值出现在1~2月。相对湿度因为与水汽压和温度都有关系,年变化情况比较复杂。一般情况下,相对湿度夏季最小,冬季最大。但是在季风气候地区,冬季风来自大陆,水汽特别少,夏季风来自海洋,高温而潮湿,所以相对湿度以冬季最小,而夏季最大。不过湿度的年、日变化,实际上比较复杂。因为除温度以外,各个地方地面干湿不同,蒸发的水分供给有很大差异。对流运动使水汽从下层向上层传输,使低层水汽减少,上层水汽增加,也会影响湿度的日变化。气流的性质也有很大影响,夏季低纬度海洋来的气流高温高湿,冬季高纬度大陆来的气流寒冷而干燥,也会影响湿度的年、日变化。

折叠 实际水汽压

饱和空气的水汽压

折叠 饱和水汽压

空气中含有的水汽所产生的压强,叫水汽压。空气中的水汽压不能无限制地增加,在一定的温度下,如果水汽压增大到某一个极限值,空气中水汽就达到饱和,如果超过这个极限值,将会有一部分水汽凝结成液体水,这一极限值称为该温度下的饱和水汽压。根据理论计算和实验证明,饱和水汽压与温度有关,随温度的升高而迅速增大。

空气中水汽部分作用在单位面积上的压力。单位为hpa(百帕)。它用于度量空气中水汽含量,水汽压值大时,表示空气中水汽含量多。其值和温度、水面曲率、水的相态、水内杂质以及电量有关。在一定温度下,水汽达到饱和时的压强,叫"饱和水汽压"。[2]

折叠 编辑本段 地理分布

因为纬度、海陆分布、植被性质等等,都能够决定湿度的大小,因此地球表面湿度分布十分复杂。

在冬季,赤道是一个水汽压特别大的地区,水汽压在30百帕以上。赤道带不但有广阔的海洋,即使在大陆上,亚马逊河和扎伊尔河流域广阔的热带雨林,都有极大的蒸发量,从赤道向两极,水汽压很快减少,亚洲东北部减少到接近于零,显然是与气温极低有很大关系。在沙漠地区,特别是撒哈拉沙漠和中亚沙漠,水汽压都很小,都在10百帕以下。

到北半球的夏季,虽然赤道地区仍是水汽压最大的地带,但是赤道与北极之间的水汽压差别已大大减少。例如,亚洲东北部已增加到10.7百帕,比冬季增大了100倍以上。在沙漠地区也增大到15百帕以上。[3]

参考资料

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