Qu'est-ce que l'humidité spécifique ?
L'humidité spécifique (\(q\)) correspond au rapport entre la masse de vapeur d'eau et la masse totale d'air humide contenue dans une parcelle d'air. Contrairement à l'humidité relative, elle ne varie pas lorsque l'air est chauffé ou refroidi (tant qu'il n'y a pas de condensation), ce qui en fait une grandeur fiable en météorologie, en génie climatique (CVC) et en sciences de l'atmosphère. On l'exprime généralement en kilogrammes de vapeur par kilogramme d'air humide (kg/kg) ou, plus commodément, en grammes par kilogramme (g/kg).
Comment utiliser ce calculateur
Saisissez la pression de vapeur d'eau e et la pression d'air totale p dans la même unité (cet outil utilise l'hectopascal, hPa, équivalent au millibar). Le calculateur renvoie l'humidité spécifique à la fois en g/kg et en kg/kg. Pour obtenir e, vous pouvez multiplier la pression de vapeur saturante à la température de l'air par la fraction d'humidité relative.
La formule expliquée
L'équation utilisée est la suivante :
$$q = \frac{0.622 \cdot \text{Vapor Pressure (hPa)}}{\text{Total Pressure (hPa)} - 0.378 \cdot \text{Vapor Pressure (hPa)}}$$
La constante 0,622 représente le rapport entre la masse molaire de l'eau (≈ 18,02 g/mol) et celle de l'air sec (≈ 28,96 g/mol). Le terme \(0.378 = 1 - 0.622\) figurant au dénominateur tient compte du fait que la vapeur déplace l'air sec : il corrige l'approximation plus simple du rapport de mélange afin que le résultat corresponde bien à l'humidité spécifique réelle et non au rapport de mélange.
Exemple concret
Supposons une pression de vapeur \(e = 20\) hPa et une pression totale \(p = 1013{,}25\) hPa. Le dénominateur vaut alors $$1013{,}25 - 0{,}378 \times 20 = 1013{,}25 - 7{,}56 = 1005{,}69.$$ Le numérateur est \(0{,}622 \times 20 = 12{,}44\). On obtient donc $$q = \frac{12{,}44}{1005{,}69} \approx 0{,}012370 \ \text{kg/kg},$$ soit environ 12,37 g/kg.
FAQ
L'humidité spécifique est-elle identique au rapport de mélange ? Non. Le rapport de mélange correspond à la masse de vapeur par masse d'air sec, tandis que l'humidité spécifique correspond à la masse de vapeur par masse d'air humide. Leurs valeurs sont proches dans les conditions atmosphériques courantes, mais leurs définitions diffèrent.
Quelles unités utiliser ? Employez la même unité de pression pour \(e\) et \(p\) — le rapport est sans dimension. L'humidité spécifique obtenue est alors indépendante de l'unité (kg/kg), et on la convertit couramment en g/kg.
Pourquoi q reste-t-elle stable avec la température ? Parce qu'il s'agit d'un rapport de masses. Chauffer l'air sans ajouter ni retirer d'eau modifie le volume et l'humidité relative, mais les masses de vapeur et d'air restent inchangées : \(q\) ne varie donc pas.
