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自然界的空氣中都含有一定量的水蒸氣。在一定的氣壓條件下,空氣中所含水蒸氣與溫度和溫度有關(guān),溫度越高,其可容納的水蒸氣越多。但相對每一溫度,都有一個(gè)飽和值,超過(guò)這個(gè)飽和值,水蒸氣就產(chǎn)生凝結,變?yōu)橐簯B(tài)水。這個(gè)飽和值所對應的溫度,即空氣中的水蒸氣開(kāi)始出現凝結的溫度,稱(chēng)之為露點(diǎn)溫度。
在日常生活中我們可以看到,到夜間空氣溫度降低時(shí),空氣中的水分會(huì )有一部分析出,形成露水或霜。這說(shuō)明在水蒸氣含量不變的情況下,由于溫度的降低,能夠使空氣中原來(lái)未達飽和的水蒸氣可變成飽和蒸氣,多余的水分就會(huì )析出。使水蒸氣達到飽和時(shí)的溫度就叫作“露點(diǎn)”。
測得露點(diǎn)溫度,就可以從水蒸氣的飽和含量表中查得其水蒸氣含量。由于溫度降低過(guò)程中水蒸氣含量并沒(méi)有改變,因此,測定露點(diǎn)實(shí)際上就是測定了空氣中的濕度。如果露點(diǎn)越低,表示空氣中的水分含量越少。
露點(diǎn)可用的德?tīng)柛駢嚎s空氣質(zhì)量檢測儀或者露點(diǎn)儀測定。但是前者更為準確。例如,空氣經(jīng)干燥器后的露點(diǎn)為-50℃,由表8可查得:與-50℃對應的飽和水分含量為0.038g/m3,說(shuō)明空氣中尚含有這些水分。如果露點(diǎn)為-60℃,則飽和水分含量為0.011g/m3。露點(diǎn)越低,說(shuō)明干燥程度越高。
空氣的露點(diǎn)值可根據相對濕度和溫度值由下面的公式計算。
LogEW=(0.66077+7.5*T/(237.3+T)+(log10(RH)-2)
Dp=((0.66077-logEW)*237.3)/(logEW-8.16077)
由公式可以看出,露點(diǎn)值主要是和相對濕度和溫度有關(guān)系的,主要是受他們的變化而變化的。
計算露點(diǎn)溫度,得知道空氣里到底含多少水蒸氣。
簡(jiǎn)單的辦法是:使用干濕球溫度計。按照兩球溫度之差在表上找所對應的相對濕度,沿著(zhù)同一豎行看下去(就是兩球溫差不變),看到相對濕度為100%所對應的zui高溫度即為露點(diǎn)。這個(gè)方法是近似的。
在空氣中水汽含量不變,氣壓一定下,使空氣冷卻達到飽和時(shí)的溫度,稱(chēng)露點(diǎn)溫度,簡(jiǎn)稱(chēng)露點(diǎn)(Td)。其單位與氣溫相同。在氣壓一定時(shí),露點(diǎn)的高低只與空氣中的水汽含量有關(guān),水汽含量愈多,露點(diǎn)愈高,所以露點(diǎn)也是反映空氣中水汽含量的物理量。在實(shí)際大氣中,空氣經(jīng)常處于未飽和狀態(tài),露點(diǎn)溫度常比氣溫低(Td<T)。因此,根據T和Td的差值,可以大致判斷空氣距離飽和的程度。
上述各種表示濕度的物理量:水汽壓、比濕、水汽混合比、露點(diǎn)基本上表示空氣中水汽含量的多寡。而相對濕度、飽和差、溫度露點(diǎn)差則表示空氣距離飽和的程度。
露點(diǎn)溫度沒(méi)有直接計算公式,它實(shí)際上是對Goff-Gratch公式的求解,從公式中可以看到求解的復雜性,在地面氣象測報業(yè)務(wù)軟件中采用新系數的馬格拉斯公式求出初值,再用逐步逼近(zui多三次)方法求出露點(diǎn)溫度Td(℃)。
馬格拉斯公式為:
axTd
b +Td
Ew=EO X10
式中,Ew 飽和水汽壓;EO 為0℃時(shí)的飽和水汽壓,等于6.1078hPa;a系數,取7.69;b系數,取243.92。