相对湿度什么意思 绝对湿度和相对湿度分析介绍

其实南方人喜欢吃麻辣美食,不单单是因为爱好,还有气候和地理条件的原因。南方天气多潮湿下雨,这个时候就需要多吃花椒、辣椒来祛湿。

为什么南方比北方湿气更重?如果仅仅回答降水更多,那可拿不到高分。

其实上周我们在介绍露点温度的文章里,就引入过湿度的概念。今天我们就来好好聊聊湿度这件事。

  • 湿度是什么?可以用哪些指标表示?
  • 湿度受哪些因素影响?是如何随时间变化的?
  • 有哪些地理现象和湿度有关?

01

和湿度有关的物理量

湿度,从字面理解就是干湿的程度,表示大气中的水汽含量。具体来看,我们可以用什么物理量表示大气中的水汽含量呢?

一般表示水汽含量的物理量可以分为绝对含量和相对含量两类。

一、绝对含量:表示水汽实际存在的量

以下概念可以表示空气中水汽的绝对含量。

  • 绝对湿度
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又称水汽密度,指单位体积空气中含有的水汽质量。常用单位是kg/m3。绝对湿度不容易直接测量,实际使用比较少。

  • 露点温度

指当空气中的水汽含量和气压不变时,降温使水汽达到饱和时的温度。当气压一定时,水汽含量越大,露点温度就越高。

二、相对含量:表示空气中水汽距离饱和的程度

空气中所能容纳的水汽是有限的,当水汽含量达到上限,空气就达到饱和。所有还可以用相对含量表示空气中水汽距离饱和的程度。

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空气容纳水汽的限度随温度的增高而增大,所以在分母中要强调“同温度下”,在计算相对湿度时,应该将实际水汽含量和同一温度下饱和空气的水汽含量做比较。

以下这几个概念,都是表示空气中水汽的相对含量的。

  • 相对湿度
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饱和水汽压:水汽达到饱和时的水汽压强

相对湿度越大,说明水汽越接近饱和。r=100%时,水汽达到饱和。

  • 饱和差

饱和差=同温度下饱和水汽压-实际水汽压

饱和差越小,说明水汽越接近饱和。

  • 露点差

露点差=实际气温-露点温度

露点差越小,说明水汽越接近饱和。

【小结】

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02

湿度的影响因素

一、水汽的供应量

空气中的水汽主要来自于降水和下垫面的蒸发。

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和水汽来源有关的降水量、水体面积、蒸发条件、土壤水分含量、植被覆盖度等因素,以及影响水汽输送的条件如风、垂直气流等,都会影响湿度。

二、气温——决定空气最多能容纳的水汽量

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如上图,气温越高,空气所能容纳的水汽含量就越高,所以湿度必然和气温有关。那湿度是如何随气温变化而变化的呢?绝对湿度和相对湿度要分开讨论。

绝对湿度与气温呈正相关。因为同等水分条件下,气温高时,蒸发快,进入大气的水汽多,绝对湿度就大(实际水汽压也大)。

水汽含量不变时,相对湿度与气温呈负相关。因为水汽含量不变,实际水汽压也不变,当气温高时,饱和水汽压高,相对湿度就小。

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【小结】

降水多,空气中的水汽供应量就大,气温高,空气容纳水汽的能力强,所以气候湿热的地区,空气湿度也就偏大了。因此大家常说我国南方比北方湿气重,也就能找到原因了。

03

湿度的日变化和年变化

湿度受气温影响,因此近地面湿度也和气温一样具有周期性的日变化和年变化,但变化规律更为复杂。而且绝对湿度和相对湿度的变化规律也是不一样的,这是为什么呢?

一、绝对湿度

1、绝对湿度的日变化:一般和气温呈正相关

绝对湿度每天有一个最高值出现在午后,一个最低值出现在清晨。

原因:对流运动不旺盛时,气温主要影响蒸发过程,温度高,蒸发快,进入大气的水汽多,绝对湿度就大。因此绝对湿度与气温成正相关,绝对湿度的极值也出现在温度的极值处。

拓展:在对流运动旺盛的地区和季节,垂直方向的水汽输送对绝对湿度的影响就不能忽略了。近地面气温升高时,对流运动旺盛,使近地面水汽更多被上传到上层大气,导致下层的绝对湿度减小。这种情况的绝对湿度日变化就更加复杂。

2、绝对湿度的年变化:和气温呈正相关

和气温一样,绝对湿度的最高值出现在7~8月,最低值出现在1~2月。

二、相对湿度的日变化和年变化

1、相对湿度的日变化:和气温呈负相关

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相对湿度每天有一个最大值出现在清晨,一个最低值出现在午后。

原因:气温升高时,虽然地面蒸发加快,水汽压增大,但这时饱和水汽压随温度升高而增大得更多些,使相对湿度反而减小。所以相对湿度的日变化与温度日变化相反。

2、相对湿度的年变化:一般和气温呈负相关

在内陆干燥而全年绝对湿度变化不大的地方,湿度主要受气温影响。因此相对湿度冬季最大,夏季最小。

季风气候区受气温、水汽双重影响,变化比较复杂。

04

湿度对生产生活的影响

空气的湿度状况影响着云、雾、降水等天气现象和蒸发的快慢,和人类生产生活密切相关,其中关系最大的是相对湿度。

1、一般来说,什么季节什么时刻最容易起雾呢?

冬季。冬季气温低,空气容纳水汽的能力有限,所以相对湿度越大,水汽越容易达到饱和,凝结成雾。如果雨后夜间放晴,或者在晴朗夜间吹起湿润的南风或东风时,都很容易见到大雾。想一想,这是为什么呢?

2、空气干燥,指的是绝对湿度小、还是相对湿度小?

从科学定义看,空气干燥指空气中水汽含量少,所以应该是指绝对湿度小。但是人体能感受到的干燥,却指的是相对湿度小。相对湿度小,人体汗液蒸发越快,所以会感觉空气更干燥。

3、相对湿度100%的空气,有可能很干燥吗?

有可能。当气温很低时,空气容纳水汽的限度也很小,这时就算相对湿度达到100%,空气中的水汽含量也是十分少的,所以空气实际上是干燥的。

4、在其他条件相等的前提下,相对湿度A地(10%)、B地(40%),哪里的蒸发量可能更大呢?

应该是A地。为什么呢?就像两辆公交车(空间一样大,满座都是40人),一辆只坐4人,一辆坐了16人,到了下一站,哪一辆能容纳更多的乘客呢?当然是空一点的只坐了4人的那一辆。同理,A地的相对湿度小,也就是说还有90%的额度可以接纳水汽分子。所以,A地的蒸发会更强烈,有更多的水通过蒸发进入空气中。

搞懂了这个原理,以下这些内容,是不是就很好理解了呢?

  • 相对湿度越小,地面蒸发量越大,干旱更严重,也越容易发生森林火灾。
  • 相对湿度越小,植物蒸腾越快。相对湿度如果在30%以下,特别是在高温和风速较大时,农作物就会枯萎甚至死亡。
  • 仓库储存需要在适宜的湿度中。一般水果蔬菜是50~70%,湿度太小会加速蒸发,使水果、蔬菜失水;湿度太大又会加速腐烂。粮食储存仓库相对湿度最好在50%以下,以防止霉烂。
  • 相对湿度越小,人体汗液蒸发越快,人的感觉越凉快。但相对湿度太小也会导致嘴唇干裂、喉头燥痒等现象。

05

来做题吧

答案见文末

(广东佛山市实验中学2020届高三上第一次月考)相对湿度是大气的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压之比,用百分数表示。相对湿度能直接反映空气距饱和的程度,一天中相对湿度最低值一般出现在14:00左右。下图为某地温室大棚内相对湿度日变化曲线图,其中,a、b、c三条曲线分别表示不同天气状况下的相对湿度变化。据此回答下列问题。

相对湿度什么意思 绝对湿度和相对湿度分析介绍-熊猫号

1.该地温室大棚内一天中14:00左右相对湿度最低,主要原因是(单选)

A.饱和水汽压大

B.饱和水汽压小

C.实际水汽压大

D.实际水汽压小

2.判断该地温室大棚内a曲线表示的天气状况最可能为(单选)

A.阴天

B.多云

C.晴天

D.雷雨

3.若冬季降低大棚内的相对湿度,应采取的通风办法是(单选)

A.早晨放顶风

B.中午放顶风

C.早晨放底风

D.中午放底风

【解析】

1.A

根据公式

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相对湿度最小,说明可能是实际水汽压小,或饱和水汽压大。又因为14:00时温度最高,则实际水汽压是大的,因此只可能是此时的饱和水汽压大。

2.A

a曲线的相对湿度一天中变化幅度最小,说明该日的天气状况变化小,白天气温不高,昼夜温差小,因此最有可能是阴天。(雷雨时天气状况变化较大,排除。其余天气的云量从大到小排序是:阴天>多云>晴天,云越多昼夜温差越小。)

3.B

根据公式

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要降低湿度,应让实际水汽压减小,饱和水汽压增大。

由于大棚具有保温作用,在密闭条件下,棚内温度始终比棚外高,无论什么时候放风,都会导致冷空气进入,棚内温度降低,饱和水汽压减小,因此放风后棚内相对湿度的减小只能是实际水汽压减小引起的。

相比棚外,棚内温度高,实际水汽压大,空气比较湿润,当与外部较干燥的大气发生交换时,就会使棚内实际水汽压减小。这就是通过放风使相对湿度减小的原理。

中午,太阳辐射强,大棚内温度最高,实际水汽压也达到最高值,此时最需要通风减湿。如果放顶风,冷空气在上,热空气在下,促进对流和棚内外空气的交换,从而快速降低棚内的实际水汽压。如果放底风,冷空气从下方进入,热空气向上运动到棚顶停留,就不利于空气对流,所以选B,不选D。

冬天早晨不宜放风。因为冬季室外气温低,而早晨又是一天中气温最低的时候,如果早晨放风,容易造成大棚内温度骤降,蔬菜作物无法及时适应而被冻坏,所以不选A、C。

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