濕度的測量
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優良含量的大小,以毫巴為單位。空氣吸收水汽有一定限量,達到了限量就不再
吸收,這個限量叫“飽和點”。空氣中水汽達到飽和點時的水汽壓,稱為飽和水汽壓(或稱*大水汽張力)。飽和水汽壓是溫度的函數,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。空氣完全干燥時,相對濕度為零。相對濕度越小,表示當時空氣越干燥。當相對濕度接近于100%時,
表示空氣很潮濕,越接近于飽和。
3)露點(或霜點)溫度:指空氣在水汽含量和氣壓都不改變的條件下,冷卻到飽和時的溫度。形象地說,就是空氣中的水蒸氣變為露珠時候的溫度叫露點溫
度。露點溫度本是個溫度值,可為什么用它來表示濕度呢?這是因為,當空氣中水汽已達到飽和時,氣溫與露點溫度相同;當水汽未達到飽和時,氣溫一定高
于露點溫度。所以露點與氣溫的差值可以表示空氣中的水汽距離飽和的程度。
測定濕度的儀器常用的有干濕球溫度表,毛發濕度表(計)和電阻式濕度片等。
a)干濕球溫度表:用一對并列裝置的、形狀完全相同的溫度表,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。當空
氣未飽和時,濕球因表面蒸發需要消耗熱量,從而使濕球溫度下降。與此同時,濕球又從流經濕球的空氣中不斷取得熱量補給。當濕球因蒸發而消耗的熱量和
從周圍空氣中獲得的熱量相平衡時,濕球溫度就不再繼續下降,從而出現一個干濕球溫度差。干濕球溫度差值的大小,主要與當時的空氣濕度有關。空氣濕度
越小,濕球表面的水分蒸發越快,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越慢,濕球溫度降得越少,干濕球的
溫差就越小。當然,干濕球的溫差的大小還與其他一些因素有關,如濕球附近的通風速度、氣壓、濕球大小、濕球潤濕方式等有關。可以根據干濕球溫度值,
并將一些其它因素考慮在內,從理論上推算出當時的空氣濕度來。干濕球溫度表是當前測濕的主要儀器,但不適用于低溫(-10℃以下)使用。
發濕度表(計)
b)發濕度表(計):利用脫脂人發(或牛的腸衣)具有空氣潮濕時伸長,干燥時縮短的特性,制成毛發濕度表或濕度自記儀器,它的測濕精度較差,毛發濕
度表通常在氣溫低于-10℃時使用。
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,當空氣濕度變化時,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備中。
d)薄膜濕敏電容:是以高分子聚合物為介質的電容器,因吸收(或釋放)水汽而改變電容值。它制作精巧,性能優良,常用在探空儀和遙測中。
e)露點儀:能直接測出露點溫度的儀器。使一個鏡面處在樣品濕空氣中降溫,直到鏡面上隱現露滴(或冰晶)的瞬間,測出鏡面平均溫度,即為露(霜)點
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,以及靈敏度很高的露滴(冰晶)的光學探測系統。使用時必須使吸入樣本空氣的管道保
持清潔,否則管道內的雜質將吸收或放出水分造成測量誤差。