相对湿度
来源:互联网

相对湿度(英文名称:Relative humidity,RH),指空气中水汽压与饱和水汽压的百分比,可表示为湿空气的绝对湿度与相同温度下可能达到的最大绝对湿度之比,也可表示为湿空气中水蒸气分压力与相同温度下水的饱和压力之比,以百分数(%)表示,取整数。

假设实际水汽量不变(绝对湿度不变),若气温下降,较冷的空气可以容纳的最高水汽量会减少(即饱和水汽压减少),相对湿度亦会随之上升。气象部门每天02时、08时、14时、20时(北京时)每隔6小时进行一次观测或者02时、05时、08时、11时、14时、17时、20时、23时每隔3小时进行观测。为了特殊需要(如航空),甚至进行间隔1小时、半小时的气象观测。

在自然条件下,有三种主要形式的空气温度变化(在相对较短的时间内)可以引起相对湿度变化:温度的日变化(白天与夜间温度的差异);空气从一地水平运动到另一地引起的温度变化(平流);大气中空气的垂直运动引起的温度变化(对流)。适宜的相对湿度是提高人们生活质量,营造“绿色”健康环境的重要因素。它能够起到预防疾病、养颜护肤、调整温度、消除静电等作用。根据实验测定,人体感到舒适的环境相对湿度为45%~65%,而有利于疾病防控及家具、乐器保养的适宜相对湿度则分别为40%~55%和40%~60%。

名词定义

相对湿度(英文名称:relative humidity,RH),指空气中水汽压与饱和水汽压的百分比,可表示为湿空气的绝对湿度与相同温度下可能达到的最大绝对湿度之比,也可表示为湿空气中水蒸气分压力与相同温度下水的饱和压力之比。以百分数(%)表示,取整数。

相对湿度表征湿空气与同温下饱和湿空气的偏离程度,又称饱和度,可表示湿空气的吸湿(水蒸气)能力。相对湿度越小,则吸湿能力越强。

主要特征

相对湿度是空气的实际水汽量相对于在相同温度下可存在最高水汽量之比例。假设实际水汽量不变(绝对湿度不变),若气温下降,较冷的空气可以容纳的最高水汽量会减少(即饱和水汽压减少),相对湿度亦会随之而上升。在一些天朗气清的日子,晚间辐射冷却效应显著,气温下降有机会令近地面大气中的水汽饱和而凝结成小水滴(即是露)。而达到饱和所需要降至的气温亦因此称为露点

变化原理

原理

因为相对湿度是以空气实际水汽含量和饱和状态下的水汽含量为基础确定的,所以可以改变两个量中的任何一个来改变相对湿度。首先,当水汽进入或离开空气时水汽压发生变化;其次,空气的饱和水汽量是温度的函数,相对湿度随温度变化。

加入或除去水分注意到,当水汽通过蒸发进入空气中时,空气的相对湿度将增加直到达到饱和(相对湿度100%)为止。如果继续向饱和的空气中加入水汽会怎么样呢?相对湿度会超过100%吗?通常这一情况不会发生,多余的水汽会凝结成液态水。用热水淋浴时可能会经历这样的情况:水离开淋浴龙头时,是由非常活跃(热)的水分子组成的,这说明其蒸发率很高,在你不断冲浴时,蒸发过程连续不断地将水汽加入到未饱和的浴室中。如果你用热水淋浴的时间足够长,那么空气最终会达到饱和,过剩的水汽开始凝结到镜子、窗户、瓷砖或室内其他物体的表面上。

在自然界中,水分进入空气的主要途径是海洋的蒸发,但是植物、土壤和较小的水体也有部分贡献。与在淋浴时不同,水汽进入空气的自然过程一般不会那么快地直接使空气饱和。唯一的例外是,寒冷的冬天呼吸时能“看到你呼吸”的现象——从肺部呼出的热的湿汽与冷空气混合。这时,呼出的水分可以使外面极小量的冷空气迅速饱和而产生微小的“云”,几乎在“云”形成的同时,它就与周围的冷空气混合并蒸发了。

随温度变化影响相对湿度的第二个条件是空气温度。注意在空气温度20℃时每千克空气中的水汽是7克,相对湿度是50%。烧瓶从20℃冷却到10℃时,相对湿度从50%增加到100%。我们可以得出结论,在水汽含量不变的情况下,温度降低导致了相对湿度升高。但是,不能由此假定在达到饱和的那一刻冷却就停止了。

解释了这种情况。当烧瓶冷却到0℃时,空气处于饱和状态,此时每千克空气中的水汽含量是3.5克。因为烧瓶内开始有7克水汽,3.5克水汽形成液态水滴附着在烧瓶壁上,同时瓶内空气相对湿度保持在100%。这就引出一个重要概念。当空气冷却到饱和温度以下时,部分水汽就会形成云。

因为云是由液态水滴组成的,这部分水分就不再属于空气中水汽的一部分。烧瓶被加热到35℃,从表4.1可以知道在35℃时饱和状况下每千克空气中的水汽含量是35克。结果是,当空气从20℃加热到35℃温度时,相对湿度将从7/14(50%)降到7/35(20%)。我们可以将温度对相对湿度的作用归纳如下:当空气中的水汽含量保持不变时,温度降低会使相对湿度升高;相反,温度升高则使相对湿度降低。

自然变化条件

在自然条件下,有三种主要形式的空气温度变化(在相对较短的时间内)可以引起相对湿度变化:

1、温度的日变化(白天与夜间温度的差异);

2、空气从一地水平运动到另一地引起的温度变化(平流);

3、大气中空气的垂直运动引起的温度变化(对流)。这三种过程中的第一种变化(日变化)作用。

注意,在16:00左右时,相对湿度达到最低点,而在较冷的晚间相对湿度反而较高。这个例子说明,实际空气中的水汽含量(混合比)保持不变,只有相对湿度变化。简而言之,相对湿度表示空气接近饱和的程度,而空气混合比则表示空气中含有的实际水汽量。

计算公式

在某一温度下,一定容积的湿空气所含水蒸气的质量与此时达到饱和所含水蒸气质量之比,称为该温度的相对湿度。它实际是湿空气的绝对湿度与同温度下的饱和湿度之比。用或。

相对湿度的计算公式为:(14-9)

式中—— 湿空气的干、湿球温度(℃)。—— 温度分别为的饱和水蒸气压力(kPa)。—— 大气压力(kPa)。

记录分类

定时相对湿度

气象部门每天02时、08时、14时、20时(北京时)每隔6小时进行一次观测或者02时、05时、08时、11时、14时、17时、20时、23时每隔3小时进行观测。为了特殊需要(如航空),甚至进行间隔1小时、半小时的气象观测。

平均相对湿度

指某一段时间内,各次观测的相对湿度的算术平均值。根据计算时间长短不同,可分日平均相对湿度、月平均相对湿度、年平均相对湿度、累年平均相对湿度等。

1)日平均相对湿度:由于不同气象站,每天观测次数不等,中国气象部门统一规定,日平均相对湿度是把每天02时、08时、14时、20时四次测量的相对湿度求平均,精确到1%。

2)月平均相对湿度:某一月的多日平均相对湿度的平均值。

3)年平均相对湿度:某年的多日平均相对湿度(或多月平均相对湿度)的平均值。

4)累年平均相对湿度:累年某日平均值由历年该日平均值平均求得,但是资料必须具有连续20年以上的数据,且闰年只取前365天;累年某月平均值由历年该月平均值平均求得;累年年平均值由累年月平均值平均求得。

最小相对湿度

指某一段时间内的相对湿度最小值。

1)日最小相对湿度:某日各定时观测下相对湿度的最小值。

2)月最小相对湿度:某月各日最小相对湿度的平均值。

3)年最小相对湿度:某年各月最小相对湿度的平均值。

量度

常见的相对湿度量度方法主要有以下三种。

以干湿球温度计算

干球温度就是日常说的气温。而湿球温度则从球面被湿布罩著的温度计读出。由于湿布水份的蒸发冷却,湿球温度一般较干球温度低。水份的蒸发率取决于空气的水汽量。空气越干燥,水份蒸发越快,干球与湿球温度差距越大。故此,干湿球温度差异反映空气中水汽距离饱和的程度,可藉此计算相对湿度。历史上天文台曾使用不同的计算方法,包括利用湿度换算表、湿度滑尺(图二)及公式。现时天文台采用修订柏氏(Hooper)法来计算相对湿度。

电阻式湿度计

利用物料导电性质随湿度改变的特性,量度电阻变化。

电容式湿度计

量度电容器之间的电介质层因湿度改变而出现的电容变化。天文台部分自动气象站有使用这类湿度计。

中国相对湿度分布

空气中的实际水汽压与同温度下饱和水汽压的百分比,其分布受到空气中含水量、温度、平均海拔、坡向等因素的影响。海拔高的地方,气温低,南岳云雾茶多,相对湿度较山麓高。相对湿度有明显的季节变化,通常春夏季节山顶比山麓湿,秋冬季节则相反。坡向的影响导致迎风坡湿度背风坡干。

中国年平均相对湿度的分布大致是由东向西逐渐递减。相对湿度小于50%的地区分布在新疆塔里木盆地和准噶尔盆地内蒙古自治区中西部、甘肃省西部、青海省的西北部、西藏自治区的中西部,其中的沙漠、戈壁地区及西藏西部地区气候干燥,相对湿度低于40%,青海冷湖地区仅为29%。华北北部、河套平原地区及内蒙古东部、吉林省辽宁省的西部、陕西南部和以东四川省、西藏东北部、新疆天山及其以北地区为50%~60%,大兴安岭的北部、蒙古高原、华北南部、淮海地区北部、青海西部,以及四川中西部、西藏南部一带相对湿度为60%~70%,淮河秦岭以南大部地区相对湿度超过70%。其中,四川东南部、重庆市大部、贵州省大部、湖南省东北部和西南部、江西省中部、福建省北部、两广南部及海南省云南省最南部、华东沿海等部分地区,年平均相对湿度超过80%。

春季(3~5月),相对湿度小于50%的地区,包括新疆南部、西藏自治区的中西部、青海省大部、甘肃省中西部、内蒙古自治区大部、宁夏回族自治区大部、陕西省北部、山西省河北省北部、吉林省辽宁省西部、黑龙江省西南部。其中,内蒙古西部和青海的沙源区、戈壁地区相对湿度非常低,不足30%,大兴安岭的北部、东北大部、华北南部、淮海地区、陕甘南部,以及四川省中西部、云南大部、西藏东南部相对湿度为50%~70%,北疆为50%~60%,淮河秦岭以南大部地区相对湿度超过70%,其中江南大部、华南相对湿度为80%~90%。

夏季(6~8月),中国东部和西南季风区,相对湿度为60%~80%。其中,华南大部、江南北部及贵州省南部和西部、云南省大部、安徽南部和西部、山东省辽宁省沿海,吉林省东部等地为80%~90%,其余地区相对湿度不足60%。新疆大部、西藏自治区北部、青海省西北部、甘肃省西部、内蒙古自治区西部小于50%,内蒙古额济纳旗最低不足30%。

秋季(9~11月),相对湿度分布与春季大体一致。黄河以南大部地区相对湿度为70%~80%,其中海南岛四川盆地重庆市大部及云贵高原超过80%,内蒙古西部、华北大部、河套地区、河西走廊、青藏高原东部及北疆为50%~70%,南疆、西藏西部、青海西北部、甘肃西部、陕北地区北部、华北大部、河南等地不足70%。

冬季(12月~2月),淮河以南大部地区相对湿度为70%~80%,四川盆地及重庆、贵州省北部、海南省超过80%,北疆及黑龙江省西北部、内蒙古自治区东北部由于多降雪,相对湿度也有70%~80%。南疆、青藏高原大部、四川省西部、甘肃省中西部、内蒙古西部和东南部、河北省东北部、辽宁省西部小于50%,西藏自治区南部不足30%。

中国1971~2000年平均相对湿度与1961~1990年相比,变化幅度在±3%,二者比值的变化没有呈明显的增加趋势。从空间分布上看,新疆大部、西藏大部、青海省南部、四川西部和东部、重庆市河南省大部等地普遍增加0.2%~1%,局地地区超过1%;西北东部、华北大部及黑龙江省西部和三江平原吉林省大部、内蒙古自治区西部和东北部、山东半岛东部、江苏省、安徽中部、汉江平原、两广部分地区、海南岛云南省南部等地相对湿度则减少0.2%~1%。

对人类的影响

评定人类生活环境的优劣,相对湿度是一个举重若轻的指标。一般来说,年平均相对湿度大于80%的地区被认为是“潮湿地区”,而小于50%的地区则被视为是“干燥地区”,人们在衣食住行等生活的各个方面都具有与当地气候环境相适应的特征。如生活在西双版纳傣族自治州地区的人,普遍住在被称为“空中楼阁”的高腿小竹楼里,是为了减少或避免地表潮湿气体和蚊虫叮咬的困扰。而生活在陕北地区和新疆等干燥地区的人,一般住在窑洞或土窝子里面,是为了适应空气湿度小、风大、沙尘暴多等恶劣气候环境。气温和湿度是决定人们感觉舒适的两个重要气象要素。人们常说的天气闷热,就是气温在30℃以上,相对湿度大于70℃时人们的感觉。相对湿度大时,人的皮肤蒸发量小,有利于皮肤保湿,生活在潮湿地区的人们皮肤相对较好,就是这个原因。而过于干燥的空气会对人的呼吸道黏膜刺激较大,有呼吸道疾病的人要注意湿度的变化情况。由于冬季天气风干物燥,人体着装上带有大量静电,这些静电对人体健康有着负面影响。另外,在季节转换中,人们对气温和湿度变化需要一个适应过程,秋季由于气温和湿度急速下降,是心脑血管、中风、感冒等疾病的易发期,所以有人把秋天称为人体的“多事之秋”。

湿度大时,很多食品容易发霉,香烟和茶叶容易变味,这是由于霉菌在作怪。霉菌的生命力极强,当气温在25℃~30℃,相对湿度在80%~95%时最适宜它生长繁殖;霉菌在物质上一旦繁殖起来就会使物品发霉、腐烂。湿度小时,木材要出现收缩现象,许多家具就会产生裂纹、开胶等现象。

适宜的相对湿度是提高人们生活质量,倡导“绿色”健康的重要内容。它能够起到预防疾病、养颜护肤、调整温度、消除静电等作用。根据实验测定,人体感到舒适的环境相对湿度为45%~65%,而有利于疾病防控及家具、乐器保养的适宜相对湿度则分别为40%~55%和40%~60%。

参考资料 >

相对湿度.相对湿度.2025-12-12

浅谈相对湿度.香港天文台.2025-12-12

相对湿度是什么意思 相对湿度和湿度的区别.天气网.2025-12-12

相对湿度与人体舒适度.中国气象局.2025-12-12

生活家百科家居网