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(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絕對含量的大小,以毫巴為單位?諝馕账幸欢ㄏ蘖,達(dá)到了限量就不再吸收,這個限量叫“飽和點(diǎn)”。空氣中水汽達(dá)到飽和點(diǎn)時的水汽壓,稱為飽和水汽壓(或稱最大水汽張力)。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?諝馔耆稍飼r,相對濕度為零。相對濕度越小,表示當(dāng)時空氣越干燥。當(dāng)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(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,冷卻到飽和時的溫度。形象地說,就是空氣中的水蒸氣變?yōu)槁吨闀r候的溫度叫露點(diǎn)溫度。露點(diǎn)溫度本是個溫度值,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,氣溫與露點(diǎn)溫度相同;當(dāng)水汽未達(dá)到飽和時,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!
測定濕度的儀器常用的有干濕球溫度表,毛發(fā)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(dāng)空氣未飽和時,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,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,濕球溫度就不再繼續(xù)下降,從而出現(xiàn)一個干濕球溫度差。干濕球溫度差值的大小,主要與當(dāng)時的空氣濕度有關(guān)?諝鉂穸仍叫。瑵袂虮砻娴乃终舭l(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)。可以根據(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。

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發(fā)濕度表(計) |
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b)
發(fā)濕度表(計):利用脫脂人發(fā)(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(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,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。它制作精巧,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。
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