大气探测中湿度的测量
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A值存在以下现象: (1)A值随风速变化大,风速增加,A迅速减小;但
是V>2m/s时,A基本不变; (2)不同类型的温度表A值有差异,但是在风速高的
时候,差异小; (3)元件的特征尺度d越小,A值越小,A值风速的变 化也越小。
Wylie ard lalas(1981),WMO 采A 用 6 .1 0 1 0 4 ~ ~ 6 .2 5 1 0 4
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6.相对湿度
压力为P、温度为T的湿空气,其水汽压 e 与 水面饱和水
汽压 的e s比w 值的百分数。
Uw
100( e 100 esw
)P,T
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7.露点温度(Td )、霜点温度(Tf)
Td定义:T、γ的湿空气,P不变,降温至Td
使其对水面饱和时的温度
(P,T ) 1 sw ( P, Td )
P
其中,Xv为水汽的相对摩尔分数
Xv
nv nv na
其中:nv
mv Mv
,na
ma Ma
Xv
mv /Mv
mv /Mv ma/Ma
Xv
0.62198
(3.5)
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5.饱和水汽压
水面饱和水汽压e
s
:固定气压、温饱和水汽压 e s:i 固定气压、温度下,纯冰面达
变为: ees(tw)A p(1h h R)(ttw)
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实际的干湿表系数
A' A(1 hR ) h
Monteith 提出:
A' A vnd1n A
根据n=0.5,即实际A´的相对误差与风速的二次方根成 反比,与湿球的直径的二次方根成正比。
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三、湿球结冰时的湿度计算公式
湿球结冰时,湿球的冰面直接升华成水汽。冰的升华损失 的热量与对流热交换相互平衡。
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测量原理
MCSew(tw)e
P
Q 1M LLCSew P (tw)e
Q2 hcS(ttw)
C : 水汽扩散系数
e w : 湿球表面饱和水汽压
e : 实际水汽压 P : 大气压 M : 蒸发水量 S:湿球球部表面积
L : 蒸发潜热 Q1: 蒸发消耗热量
hc : 对流热交换系数 S : 热交换面积,即湿球球部表面积 Q2:热传导
到气固平衡时的水汽压
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世界气象组织(WMO)1966年推荐戈夫-格雷奇(Goff-Gratch)公 式:
(1)纯水表面lg饱ew和水1汽0压.7的95对7数4(为1(TT01-)1005℃.0)2800
lg
T T1
8.2969lg( T 1)
1.150475104[110
] T1
0.42873103[104.76955(1TT1 )1] 0.78614
e e s i(tw ) A ip (t tw )
由上述关于A值的公式可知: ALw1 (tw)h C c,Ai Li(1tw)h C c
则: Ai Lw(tw)597.30.882 A Li(tw) 677.3
式中Lw(tw)为水蒸发潜热;Li(tw)为冰升华潜热。
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四、干湿球温度表的测湿精度 (P136,图6.9)
玻璃温度表的读数可估读到±0.1C; 对相对湿度产生的误差为: 15C时,误差约2%; -15C时,误差约20 %。
我国规范规定:-10C以下停止使用干湿球温度表。
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毛发湿度表
▪ 利用脱脂人发具有空 气潮湿时伸长,干燥 时缩短的特性,制成 毛发湿度表或湿度自 记仪器。 湿度从 0~100% 时,毛发伸 长2.5% 伸长量与湿 度变化成正比。
Tf定义:T、γ的湿空气,P不变,降温至Tf
使其对冰面饱和时的温度
(P,T )
1
si ( P , T f )
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另外,可导出以下常用关系式:
绝对湿度
216.6e p
比湿
q=0.622e p
混合比 =0.622pe-e
(当e用hpa表示,为g/m3)
(g/ g) (g/ g)
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常用湿度测量方法
• 称量法 • 热力学法(干湿法) • 吸湿法(毛发、肠衣、湿敏电阻、湿敏电容
) • 凝结法(露点仪) • 光学法(红外、微波湿度计)
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3.2 干湿球湿度表
• 用一对并列装置的、 形状完全相同的温 度表
– 一支测气温,称干 球温度表
– 另一支包有保持浸 透蒸馏水的脱脂纱 布,称湿球温度表。
湿空气中水汽质量为MV,干空气质量为
Ma:
mv ma
(3.1)
2.比湿q,湿空气中水汽质量与湿空气总质量之比
q mv mv ma
(3.2)
3.绝对湿度ρv,单位体积的湿空气中所含的水汽,
即:水汽密度、水汽浓度
v
mv V
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(3.3)
4.水汽压
e'
XvP0.622P
(3.4)
e' 0.622
湿度的测量
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本章要求
• 掌握大气湿度测量仪器的基本原理和特点
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主要内容
• 湿度参数的定义 • 干湿球湿度表 • 毛发湿度表 • 露点测定法 • 电学湿度表 • 光学湿度计 • 湿度的控制和检定
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3.1 湿度参数的定义
湿度:表示空气中水汽含量或干湿程度的物理量。
1.混合比γ
Q1 Q2
LCSew P (tw)ehcS(ttw)
设
A hc LC
eew(•实t用文w 档 )A P (ttw)
2、干湿表系数A值的特性
一、影响A值的因子 利用干湿表方程计算湿度的主要问题是确定干湿表系数A值。
从定义可知,A值由热扩散系数hc和水汽扩散系数C觉定,这 两者都是通风速度的函数,所以,A值必然与风速有关。 书,P134,图6.8
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二、湿球温度表与空气之间的热交换特性
湿球温度表与空气之间的辐射热交换为:
Q R 4T w 3 (T T w ) h R (T T w )
考虑到整个湿球温度表的热交换过程是在蒸发 消耗潜热与辐射热交换和对流热交换之间平衡, 即:
Q Q R(hh R )(T T w )
对流热交换 辐射热交换 对流、辐射热交换系数
式中T1 为水的三相点温度,等于273.16(K); T为大气绝对温度(K). •实用文档
(2).冰面的饱和水汽压对数(0- -100℃) lg e i 9 .0 9 6 8 5 ( T T 1 1 ) 3 .5 6 6 5 4 lg T T 1 0 .8 7 6 8 2 ( 1 T T 1 ) 0 .7 8 6 1 4 式中T1 为水的三相点温度,等于273.16(K); T为大气绝对温度(K).