相對濕度(英文名稱:Relative humidity,RH),指空氣中水汽壓與飽和水汽壓的百分比,可表示為濕空氣的絕對濕度與相同溫度下可能達到的最大絕對濕度之比,也可表示為濕空氣中水蒸氣分壓力與相同溫度下水的飽和壓力之比,以百分數(shù)(%)表示,取整數(shù)。
假設實際水汽量不變(絕對濕度不變),若氣溫下降,較冷的空氣可以容納的最高水汽量會減少(即飽和水汽壓減少),相對濕度亦會隨之上升。氣象部門每天02時、08時、14時、20時(北京時)每隔6小時進行一次觀測或者02時、05時、08時、11時、14時、17時、20時、23時每隔3小時進行觀測。為了特殊需要(如航空),甚至進行間隔1小時、半小時的氣象觀測。
在自然條件下,有三種主要形式的空氣溫度變化(在相對較短的時間內(nèi))可以引起相對濕度變化:溫度的日變化(白天與夜間溫度的差異);空氣從一地水平運動到另一地引起的溫度變化(平流);大氣中空氣的垂直運動引起的溫度變化(對流)。適宜的相對濕度是提高人們生活質(zhì)量,營造“綠色”健康環(huán)境的重要因素。它能夠起到預防疾病、養(yǎng)顏護膚、調(diào)整溫度、消除靜電等作用。根據(jù)實驗測定,人體感到舒適的環(huán)境相對濕度為45%~65%,而有利于疾病防控及家具、樂器保養(yǎng)的適宜相對濕度則分別為40%~55%和40%~60%。
名詞定義
相對濕度(英文名稱:relative humidity,RH),指空氣中水汽壓與飽和水汽壓的百分比,可表示為濕空氣的絕對濕度與相同溫度下可能達到的最大絕對濕度之比,也可表示為濕空氣中水蒸氣分壓力與相同溫度下水的飽和壓力之比。以百分數(shù)(%)表示,取整數(shù)。
相對濕度表征濕空氣與同溫下飽和濕空氣的偏離程度,又稱飽和度,可表示濕空氣的吸濕(水蒸氣)能力。相對濕度越小,則吸濕能力越強。
主要特征
相對濕度是空氣的實際水汽量相對于在相同溫度下可存在最高水汽量之比例。假設實際水汽量不變(絕對濕度不變),若氣溫下降,較冷的空氣可以容納的最高水汽量會減少(即飽和水汽壓減少),相對濕度亦會隨之而上升。在一些天朗氣清的日子,晚間輻射冷卻效應顯著,氣溫下降有機會令近地面大氣中的水汽飽和而凝結成小水滴(即是露)。而達到飽和所需要降至的氣溫亦因此稱為露點。
變化原理
原理
因為相對濕度是以空氣實際水汽含量和飽和狀態(tài)下的水汽含量為基礎確定的,所以可以改變兩個量中的任何一個來改變相對濕度。首先,當水汽進入或離開空氣時水汽壓發(fā)生變化;其次,空氣的飽和水汽量是溫度的函數(shù),相對濕度隨溫度變化。
加入或除去水分注意到,當水汽通過蒸發(fā)進入空氣中時,空氣的相對濕度將增加直到達到飽和(相對濕度100%)為止。如果繼續(xù)向飽和的空氣中加入水汽會怎么樣呢?相對濕度會超過100%嗎?通常這一情況不會發(fā)生,多余的水汽會凝結成液態(tài)水。用熱水淋浴時可能會經(jīng)歷這樣的情況:水離開淋浴龍頭時,是由非常活躍(熱)的水分子組成的,這說明其蒸發(fā)率很高,在你不斷沖浴時,蒸發(fā)過程連續(xù)不斷地將水汽加入到未飽和的浴室中。如果你用熱水淋浴的時間足夠長,那么空氣最終會達到飽和,過剩的水汽開始凝結到鏡子、窗戶、瓷磚或室內(nèi)其他物體的表面上。
在自然界中,水分進入空氣的主要途徑是海洋的蒸發(fā),但是植物、土壤和較小的水體也有部分貢獻。與在淋浴時不同,水汽進入空氣的自然過程一般不會那么快地直接使空氣飽和。唯一的例外是,寒冷的冬天呼吸時能“看到你呼吸”的現(xiàn)象——從肺部呼出的熱的濕汽與冷空氣混合。這時,呼出的水分可以使外面極小量的冷空氣迅速飽和而產(chǎn)生微小的“云”,幾乎在“云”形成的同時,它就與周圍的冷空氣混合并蒸發(fā)了。
隨溫度變化影響相對濕度的第二個條件是空氣溫度。注意在空氣溫度20℃時每千克空氣中的水汽是7克,相對濕度是50%。燒瓶從20℃冷卻到10℃時,相對濕度從50%增加到100%。我們可以得出結論,在水汽含量不變的情況下,溫度降低導致了相對濕度升高。但是,不能由此假定在達到飽和的那一刻冷卻就停止了。
解釋了這種情況。當燒瓶冷卻到0℃時,空氣處于飽和狀態(tài),此時每千克空氣中的水汽含量是3.5克。因為燒瓶內(nèi)開始有7克水汽,3.5克水汽形成液態(tài)水滴附著在燒瓶壁上,同時瓶內(nèi)空氣相對濕度保持在100%。這就引出一個重要概念。當空氣冷卻到飽和溫度以下時,部分水汽就會形成云。
因為云是由液態(tài)水滴組成的,這部分水分就不再屬于空氣中水汽的一部分。燒瓶被加熱到35℃,從表4.1可以知道在35℃時飽和狀況下每千克空氣中的水汽含量是35克。結果是,當空氣從20℃加熱到35℃溫度時,相對濕度將從7/14(50%)降到7/35(20%)。我們可以將溫度對相對濕度的作用歸納如下:當空氣中的水汽含量保持不變時,溫度降低會使相對濕度升高;相反,溫度升高則使相對濕度降低。
自然變化條件
在自然條件下,有三種主要形式的空氣溫度變化(在相對較短的時間內(nèi))可以引起相對濕度變化:
1、溫度的日變化(白天與夜間溫度的差異);
2、空氣從一地水平運動到另一地引起的溫度變化(平流);
3、大氣中空氣的垂直運動引起的溫度變化(對流)。這三種過程中的第一種變化(日變化)作用。
注意,在16:00左右時,相對濕度達到最低點,而在較冷的晚間相對濕度反而較高。這個例子說明,實際空氣中的水汽含量(混合比)保持不變,只有相對濕度變化。簡而言之,相對濕度表示空氣接近飽和的程度,而空氣混合比則表示空氣中含有的實際水汽量。
計算公式
在某一溫度下,一定容積的濕空氣所含水蒸氣的質(zhì)量與此時達到飽和所含水蒸氣質(zhì)量之比,稱為該溫度的相對濕度。它實際是濕空氣的絕對濕度與同溫度下的飽和濕度之比。用或。
相對濕度的計算公式為:(14-9)
式中—— 濕空氣的干、濕球溫度(℃)。—— 溫度分別為的飽和水蒸氣壓力(kPa)。—— 大氣壓力(kPa)。
記錄分類
定時相對濕度
氣象部門每天02時、08時、14時、20時(北京時)每隔6小時進行一次觀測或者02時、05時、08時、11時、14時、17時、20時、23時每隔3小時進行觀測。為了特殊需要(如航空),甚至進行間隔1小時、半小時的氣象觀測。
平均相對濕度
指某一段時間內(nèi),各次觀測的相對濕度的算術平均值。根據(jù)計算時間長短不同,可分日平均相對濕度、月平均相對濕度、年平均相對濕度、累年平均相對濕度等。
1)日平均相對濕度:由于不同氣象站,每天觀測次數(shù)不等,中國氣象部門統(tǒng)一規(guī)定,日平均相對濕度是把每天02時、08時、14時、20時四次測量的相對濕度求平均,精確到1%。
2)月平均相對濕度:某一月的多日平均相對濕度的平均值。
3)年平均相對濕度:某年的多日平均相對濕度(或多月平均相對濕度)的平均值。
4)累年平均相對濕度:累年某日平均值由歷年該日平均值平均求得,但是資料必須具有連續(xù)20年以上的數(shù)據(jù),且閏年只取前365天;累年某月平均值由歷年該月平均值平均求得;累年年平均值由累年月平均值平均求得。
最小相對濕度
指某一段時間內(nèi)的相對濕度最小值。
1)日最小相對濕度:某日各定時觀測下相對濕度的最小值。
2)月最小相對濕度:某月各日最小相對濕度的平均值。
3)年最小相對濕度:某年各月最小相對濕度的平均值。
量度
常見的相對濕度量度方法主要有以下三種。
以干濕球溫度計算
干球溫度就是日常說的氣溫。而濕球溫度則從球面被濕布罩著的溫度計讀出。由于濕布水份的蒸發(fā)冷卻,濕球溫度一般較干球溫度低。水份的蒸發(fā)率取決于空氣的水汽量。空氣越干燥,水份蒸發(fā)越快,干球與濕球溫度差距越大。故此,干濕球溫度差異反映空氣中水汽距離飽和的程度,可藉此計算相對濕度。歷史上天文臺曾使用不同的計算方法,包括利用濕度換算表、濕度滑尺(圖二)及公式。現(xiàn)時天文臺采用修訂柏氏(Hooper)法來計算相對濕度。
電阻式濕度計
利用物料導電性質(zhì)隨濕度改變的特性,量度電阻變化。
電容式濕度計
量度電容器之間的電介質(zhì)層因濕度改變而出現(xiàn)的電容變化。天文臺部分自動氣象站有使用這類濕度計。
中國相對濕度分布
空氣中的實際水汽壓與同溫度下飽和水汽壓的百分比,其分布受到空氣中含水量、溫度、平均海拔、坡向等因素的影響。海拔高的地方,氣溫低,南岳云霧茶多,相對濕度較山麓高。相對濕度有明顯的季節(jié)變化,通常春夏季節(jié)山頂比山麓濕,秋冬季節(jié)則相反。坡向的影響導致迎風坡濕度背風坡干。
中國年平均相對濕度的分布大致是由東向西逐漸遞減。相對濕度小于50%的地區(qū)分布在新疆塔里木盆地和準噶爾盆地,內(nèi)蒙古自治區(qū)中西部、甘肅省西部、青海省的西北部、西藏自治區(qū)的中西部,其中的沙漠、戈壁地區(qū)及西藏西部地區(qū)氣候干燥,相對濕度低于40%,青海冷湖地區(qū)僅為29%。華北北部、河套平原地區(qū)及內(nèi)蒙古東部、吉林省和遼寧省的西部、陜西南部和以東四川省、西藏東北部、新疆天山及其以北地區(qū)為50%~60%,大興安嶺的北部、蒙古高原、華北南部、淮海地區(qū)北部、青海西部,以及四川中西部、西藏南部一帶相對濕度為60%~70%,淮河及秦嶺以南大部地區(qū)相對濕度超過70%。其中,四川東南部、重慶市大部、貴州省大部、湖南省東北部和西南部、江西省中部、福建省北部、兩廣南部及海南省和云南省最南部、華東沿海等部分地區(qū),年平均相對濕度超過80%。
春季(3~5月),相對濕度小于50%的地區(qū),包括新疆南部、西藏自治區(qū)的中西部、青海省大部、甘肅省中西部、內(nèi)蒙古自治區(qū)大部、寧夏回族自治區(qū)大部、陜西省北部、山西省和河北省北部、吉林省和遼寧省西部、黑龍江省西南部。其中,內(nèi)蒙古西部和青海的沙源區(qū)、戈壁地區(qū)相對濕度非常低,不足30%,大興安嶺的北部、東北大部、華北南部、淮海地區(qū)、陜甘南部,以及四川省中西部、云南大部、西藏東南部相對濕度為50%~70%,北疆為50%~60%,淮河及秦嶺以南大部地區(qū)相對濕度超過70%,其中江南大部、華南相對濕度為80%~90%。
夏季(6~8月),中國東部和西南季風區(qū),相對濕度為60%~80%。其中,華南大部、江南北部及貴州省南部和西部、云南省大部、安徽南部和西部、山東省和遼寧省沿海,吉林省東部等地為80%~90%,其余地區(qū)相對濕度不足60%。新疆大部、西藏自治區(qū)北部、青海省西北部、甘肅省西部、內(nèi)蒙古自治區(qū)西部小于50%,內(nèi)蒙古額濟納旗最低不足30%。
秋季(9~11月),相對濕度分布與春季大體一致。黃河以南大部地區(qū)相對濕度為70%~80%,其中海南島、四川盆地、重慶市大部及云貴高原超過80%,內(nèi)蒙古西部、華北大部、河套地區(qū)、河西走廊、青藏高原東部及北疆為50%~70%,南疆、西藏西部、青海西北部、甘肅西部、陜北地區(qū)北部、華北大部、河南等地不足70%。
冬季(12月~2月),淮河以南大部地區(qū)相對濕度為70%~80%,四川盆地及重慶、貴州省北部、海南省超過80%,北疆及黑龍江省西北部、內(nèi)蒙古自治區(qū)東北部由于多降雪,相對濕度也有70%~80%。南疆、青藏高原大部、四川省西部、甘肅省中西部、內(nèi)蒙古西部和東南部、河北省東北部、遼寧省西部小于50%,西藏自治區(qū)南部不足30%。
中國1971~2000年平均相對濕度與1961~1990年相比,變化幅度在±3%,二者比值的變化沒有呈明顯的增加趨勢。從空間分布上看,新疆大部、西藏大部、青海省南部、四川西部和東部、重慶市、河南省大部等地普遍增加0.2%~1%,局地地區(qū)超過1%;西北東部、華北大部及黑龍江省西部和三江平原、吉林省大部、內(nèi)蒙古自治區(qū)西部和東北部、山東半島東部、江蘇省、安徽中部、漢江平原、兩廣部分地區(qū)、海南島及云南省南部等地相對濕度則減少0.2%~1%。
對人類的影響
評定人類生活環(huán)境的優(yōu)劣,相對濕度是一個舉重若輕的指標。一般來說,年平均相對濕度大于80%的地區(qū)被認為是“潮濕地區(qū)”,而小于50%的地區(qū)則被視為是“干燥地區(qū)”,人們在衣食住行等生活的各個方面都具有與當?shù)貧夂颦h(huán)境相適應的特征。如生活在西雙版納傣族自治州地區(qū)的人,普遍住在被稱為“空中樓閣”的高腿小竹樓里,是為了減少或避免地表潮濕氣體和蚊蟲叮咬的困擾。而生活在陜北地區(qū)和新疆等干燥地區(qū)的人,一般住在窯洞或土窩子里面,是為了適應空氣濕度小、風大、沙塵暴多等惡劣氣候環(huán)境。氣溫和濕度是決定人們感覺舒適的兩個重要氣象要素。人們常說的天氣悶熱,就是氣溫在30℃以上,相對濕度大于70℃時人們的感覺。相對濕度大時,人的皮膚蒸發(fā)量小,有利于皮膚保濕,生活在潮濕地區(qū)的人們皮膚相對較好,就是這個原因。而環(huán)境相對濕度過低(過于干燥的空氣)會使人感到口干、舌燥,甚至咽喉腫痛、聲音嘶啞和鼻出血等,還易患感冒,同時會使人的呼吸系統(tǒng)抵抗力下降,對人的呼吸道黏膜刺激較大,誘發(fā)和加重呼吸系統(tǒng)疾病,因此有呼吸道疾病的人要注意濕度的變化情況。由于冬季天氣風干物燥,人體著裝上帶有大量靜電,這些靜電對人體健康有著負面影響。另外,在季節(jié)轉換中,人們對氣溫和濕度變化需要一個適應過程,秋季由于氣溫和濕度急速下降,是心腦血管、中風、感冒等疾病的易發(fā)期,所以有人把秋天稱為人體的“多事之秋”。
濕度大時,很多食品容易發(fā)霉,香煙和茶葉容易變味,這是由于霉菌在作怪。霉菌的生命力極強,當氣溫在25℃~30℃,相對濕度在80%~95%時最適宜它生長繁殖;霉菌在物質(zhì)上一旦繁殖起來就會使物品發(fā)霉、腐爛。濕度小時,木材要出現(xiàn)收縮現(xiàn)象,許多家具就會產(chǎn)生裂紋、開膠等現(xiàn)象。
適宜的相對濕度是提高人們生活質(zhì)量,倡導“綠色”健康的重要內(nèi)容。它能夠起到預防疾病、養(yǎng)顏護膚、調(diào)整溫度、消除靜電等作用。根據(jù)實驗測定,人體感到舒適的環(huán)境相對濕度為45%~65%,而有利于疾病防控及家具、樂器保養(yǎng)的適宜相對濕度則分別為40%~55%和40%~60%。專家們研究認為,綜合人體健康、物品保存及環(huán)境適應性需求,相對濕度上限值不應超過80%,下限值不應小于30%。
參考資料 >
相對濕度.相對濕度.2025-12-12
淺談相對濕度.香港天文臺.2025-12-12
相對濕度是什么意思 相對濕度和濕度的區(qū)別.天氣網(wǎng).2025-12-12
相對濕度與人體舒適度.中國氣象局.2025-12-12