气象观测---空气湿度的测量

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1、第六章空气湿度的测量＆6.1湿度参数的定义＆6.2干湿球温度表＆6.3露点的测量方法＆6.4毛发湿度表＆6.5其他的湿度测量方法＆6.6GPS探测系统＆6.7复习思考题大气探测观测站水热输送观测仪器＆11.1概述降水蒸发观测的意义。微气象观测系统＆6.1湿度参数的定义湿度：表示空气中水汽含量的物理量。参数有：1.混合比γ湿空气中水汽质量为MV，干空气质量为Ma：2.比湿q3.绝对湿度ρv,单位体积的湿空气中所含的水汽,即:水汽密度、水气浓度(6.1)(6.2)(6.3)4.水汽的摩尔分数（水汽相对克分子数）其中：5.水汽压当时，(6.4)(6.5)

2、(6.6)(6.7)6.饱和水汽压水面饱和水汽压：固定气压、温度下，纯水面达到气液平衡时的水汽压冰面饱和水汽压：固定气压、温度下，纯冰面达到气液平衡时的水汽压世界气象组织(WMO)1966年推荐戈夫-格雷奇(Goff-Gratch)公式：(1)纯水表面饱和水汽压的对数为（0-100℃）(6.8)(2).冰面的饱和水汽压对数（0--100℃）7.相对湿度压力为P、温度为T的湿空气，其水汽压与水面饱和水汽压的比值的百分数。(6.9)(6.10)(6.8),(6.9)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).书上P.44表

3、3.1和P.46表3.2分别给出了纯水表面和冰面饱和水汽压的数值.要会查表,课堂查表练习:8.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时的温度(6.11)(6.12)另外可导出以下常用关系式:＆6.2干湿球温度表干湿球温度表干湿球温度表L水的蒸发潜热，h热扩散系数k水汽扩散系数，p大气压强其中A为干湿表系数干湿球温度表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>3m/s时，A基本不变；（2）不同类型的温度

4、表A值有差异，但是在风速高的时候，差异很小；（3）元件的特征尺度d越小，A随风速的变化越小。干湿球温度表的测湿精度误差来源：温度表的示值误差；通风误差；沾污或结冰误差玻璃温度表的读数可估读到0.1C；对相对湿度产生的误差为：30C时，误差约1%；-30C时，误差约18%。我国规范规定：-10C以下停止使用干湿球温度表。温湿度传感器高分子湿敏电容湿度计高分子湿敏电容湿度计测量原理测量电路安装与防污染资料要求：每10秒钟采集1次，每分钟6个数据中去掉一个最高和一个最低值后取平均，作为每分钟观测值。每小时以正点00分观测值为正点观测值。全部测量值

5、都要存储。干湿球温度表的原理一.基本原理1.结构：由于蒸发，湿球表面不断有耗散蒸发潜热，使湿球温度下降；由于湿球与四周空气有温差，则在稳定平衡时，湿球温度表蒸发支出的热量应等于与四周热空气交换得到的热量h：热扩散系数;T为干球温度;TW为湿球温度.单位时间通过单位湿球面积蒸发水分的质量：k：水汽扩散系数(6.13)(6.14)湿球蒸发消耗的热量为：式中为空气的混合比;s(Tw)为湿球温度TW时的饱和混合比;为水汽扩散系数.(6.15)在湿球未结冰时,L(TW)为水的蒸发潜热;s(Tw)为湿球温度下水面的饱和混合比;当湿球结冰时,L(TW)为

6、冰的升华热;s(Tw)为湿球温度下冰面的饱和混合比.故其中称为干湿表系数,可取作(6.16)(6.16)式称为干湿表(绝对湿度)方程.二、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A值的定义可知，热扩散系数h和水汽扩散系数k是通风速度的函数，所以，A值必然与风速有关。即d=10mmd=4mm式中V的单位为m/s,在p=1013hPa，T=17C，Tw=11C条件下的实验结果。（1）N.Sworykin：A与风速的关系（2）Wylieardlalas(1981)被WMO定A值存在以下现象：（1

7、）A值随风速变化大，风速增加，A迅速减小；但是V>3m/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，差异很小；（3）元件的特征尺度d越小，A随风速的变化越小。HM-5型通风干湿表A值与风速的关系图二、湿球温度表与空气之间的热交换特性对流热交换辐射热交换对流、辐射热交换系数(6.17)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：湿球温度表与空气之间的辐射热交换为：式变为：(6.16)(6.18)Monteith提出：，实际的干湿表系数根据n=0.5，即实际A´的相对误差与风速的二次

8、方根成反比，与湿球的直径的二次方根成正比。(6.19)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