大气湿度参数

水汽是实际大气的活跃而重要的成分。大气中水汽所占的比例，随着地点时间和气象条件的不同有较大差异，变化在（依质量计）0.1%-4%之间。含有水汽的空气称为湿空气。

表示大气中水汽含量多少的物理量称为大气湿度或简称为湿度。为了不同目的，湿度可有不同的表示方法。下面介绍几种描述大气湿度的参数及其相互关系。

1.水汽压（e）

大气中水汽所产生的那一部分压力称为水汽压e ，它是大气总压力的一部分，单位为百帕，hPa 。水汽压是表示大气中水汽含量的一种物理量，大气中水汽含量多时，水汽压大；反之，水汽压小。

2.饱和水汽压（E）

（饱和水汽压本身不能描述大气中水汽的多少，但是它是认识水汽特征的物理学参数，为了后面使用方便，所以也在这里介绍了）

在一定温度条件下，如果空气的水汽含量达到饱和状态，称为饱和空气。饱和空气中的水汽压叫做饱和水汽压 E ，也叫最大水汽压。当空气中水汽含量超过饱和水汽压时，水汽就开始发生凝结。饱和水汽压的单位与水汽压相同。

理论计算和实验证明，饱和水汽压仅是温度的函数，通常采用经验公式计算饱和水汽压。常用的经验公式是马格努斯公式：

E_水=E₀×10^{(7.45t/235+t)} 

E_冰=E₀×10^(9.5t/265+t)

式中：E_水和E_冰分别是清洁水面和清洁冰面的饱和水汽压；E₀ 是温度为0℃时的饱和水汽压；t为摄氏温度。水汽压随温度的增加而增加。在0℃时，水面与冰面的饱和水汽压相等；在t〈0℃时，过冷却水饱和水汽压比冰面的水汽压大，但随温度的变化均较缓慢。

3.绝对湿度（a）

绝对湿度指单位体积湿空气中含有的水汽量，亦即水汽密度，单位为g·cm^-3，或g·m^-3。绝对湿度表征了空气中水汽的绝对含量，空气中水汽含量愈多，绝对湿度值愈大。绝对湿度不便直接测量，经常是通过其他湿度参数间接计算。应用气体状态方程并取水汽压e的单位为mm（水银柱高度--这个单位在气象上已经不经常用了）及a的单位为g·cm^-3可得绝对湿度和水汽压的关系式：（T为绝对温度）

a=289e/T

在饱和湿空气情况下，有绝对湿度

a_s=289E/T

如果温度为16℃，则T=273+16=289，此时a与e（或a_s与E）在数值上相同，尽管他们的单位和含义有区别。

4.饱和差d

在某一温度下，空气的饱和水汽压与实际水汽压之差称为饱和差，即

d=E-e

饱和差表示了实际空气与饱和空气在水汽压方面相差的距离。它与蒸发能力有密切关系。因此它是蒸发计算中常用湿度参数。

5.相对湿度（f）

空气中实际水汽压e与该温度下的饱和水汽压E之比值（用百分数表示）称为相对湿度，即

f=(e/E)×100%

f从水汽压的角度表示了空气与饱和空气相差的百分比。

6.露点（t_d）

饱和水汽压是温度的函数，如果把实际空气中的水汽压e视为饱和水汽压E，它对应的温度称为该空气的露点t_d 。

对于饱和空气，显然其温度t等于露点，t=t_d ；未饱和空气，其温度低高于露点，t>t_{d 。}

7. 温度露点差（t-t_d)

温度与露点的差称为温度露点差。温度露点差越大空气越干。温度露点差在描述高空水汽状态时经常使用。

8.比湿（q）

一定的空气中的水汽的质量与该空气总质量的比值称为比湿 q 。利用空气和水汽的气体的状态方程，并且注意到实际空气中水汽压e远比大气压p小，即P>>e,可以得到下面的公式

q=622(e/p)    （单位是g/kg）

q=0.622(e/p)    （单位是g/g）

这两个公式可以从大气压和水汽压计算出空气比湿。

饱和空气的比湿经常用q_s表示。显然，q_s=622 (E/p) 。

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各个参数的经常用的单位列在表中