이 계산기의 기능
상대습도(RH)는 현재 공기 중에 들어 있는 수증기량이 그 온도에서 공기가 머금을 수 있는 최대 수증기량 대비 얼마나 되는지를 백분율로 나타낸 값입니다. 이 계산기는 측정하기 쉬운 두 값, 즉 기온과 이슬점만으로 상대습도를 구합니다. 포화수증기압 계산에는 널리 검증된 Magnus 근사식을 사용합니다. 순수하게 물리 법칙에 기반하므로 어느 나라, 어느 기후에서나 그대로 적용할 수 있습니다.
사용 방법
먼저 현재 기온을 섭씨(°C)로 입력하고, 이어서 이슬점 온도를 입력하세요. 이슬점이란 공기가 식어 수증기가 응결하기 시작하는 온도를 말합니다. 그런 다음 계산 버튼을 누르면 상대습도가 백분율(%)로 표시되며, 함께 실제 수증기압(\(e\))과 포화수증기압(\(e_s\))이 헥토파스칼(hPa) 단위로 나타납니다.
공식 풀이
포화수증기압은 Magnus 공식 $$e_s = 6.112 \cdot \exp\!\left(\frac{17.67 \cdot T}{T + 243.5}\right)$$ 로 구합니다. 여기서 \(T\)는 섭씨 온도입니다. 실제 수증기압 \(e\) 는 같은 공식에 \(T\) 대신 이슬점을 넣어 계산합니다. 이슬점에서는 공기가 정확히 포화 상태이기 때문입니다. 상대습도는 두 값의 간단한 비율 $$\text{RH} = \frac{e}{e_s} \times 100$$ 으로 얻습니다. 이슬점은 결코 기온보다 높을 수 없으므로 RH는 자연스럽게 최대 100%로 제한됩니다.
계산 예시
기온 25 °C, 이슬점 15 °C인 경우를 살펴봅시다. 포화수증기압 $$e_s = 6.112 \cdot \exp\!\left(\frac{17.67 \cdot 25}{268.5}\right) \approx 31.671 \text{ hPa}.$$ 실제 수증기압 $$e = 6.112 \cdot \exp\!\left(\frac{17.67 \cdot 15}{258.5}\right) \approx 17.040 \text{ hPa}.$$ 따라서 $$\text{RH} = \frac{17.040}{31.671} \times 100 \approx 53.8\%$$ 입니다.
자주 묻는 질문
습도를 직접 재지 않고 왜 이슬점을 쓰나요? 이슬점과 기온은 흔히 쓰는 측정 기기로 쉽게 잴 수 있고, 이 두 값만으로 상대습도가 유일하게 결정되기 때문입니다.
결과가 왜 100%를 넘지 않나요? 이슬점이 기온과 같아지면 공기가 완전히 포화(100%) 상태가 됩니다. 그 이상의 값은 물리적으로 불가능하므로 결과를 100%로 제한합니다.
Magnus 공식은 얼마나 정확한가요? 대략 −40 °C에서 +50 °C 사이의 온도 범위에서 오차가 약 0.1% 이내로, 사실상 모든 기상 조건을 포괄할 만큼 정확합니다.
