这个计算器能做什么
相对湿度(RH)反映的是空气中实际含有的水汽量,与该温度下空气所能容纳的最大水汽量之间的比值。本工具利用两个容易测得的数值——气温和露点——通过经典的 Magnus 饱和水汽压近似公式来计算相对湿度。由于它完全基于物理规律,因此在任何国家、任何气候条件下都同样适用。
使用方法
先填入当前气温(单位:摄氏度),再填入露点温度(即空气需要冷却到多少度,水汽才会开始凝结)。点击「计算」即可。结果会以百分比形式显示相对湿度,同时给出对应的实际水汽压(\(e\))和饱和水汽压(\(e_s\)),单位为百帕(hPa)。
公式详解
饱和水汽压通过 Magnus 公式求得:
$$e_s = 6.112 \cdot \exp\left(\frac{17.67 \cdot T}{T + 243.5}\right)$$其中 \(T\) 为摄氏温度。实际水汽压 \(e\) 采用同样的公式,只是把露点代入 \(T\)——因为在露点温度下,空气恰好达到饱和状态。相对湿度则是一个简单的比值:
$$\text{RH} = \frac{e}{e_s} \times 100$$由于露点永远不会高于气温,因此相对湿度自然不会超过 100%。
实例计算
假设气温为 25 °C,露点为 15 °C。饱和水汽压
$$e_s = 6.112 \cdot \exp\left(\frac{17.67 \cdot 25}{268.5}\right) \approx 31.671 \text{ hPa}$$实际水汽压
$$e = 6.112 \cdot \exp\left(\frac{17.67 \cdot 15}{258.5}\right) \approx 17.040 \text{ hPa}$$于是
$$\text{RH} = \frac{17.040}{31.671} \times 100 \approx 53.8\%$$常见问题
为什么用露点来算,而不直接测湿度? 露点和气温都可以用常见仪器轻松测得,而这两个值就能唯一确定相对湿度。
为什么结果最高只到 100%? 当露点等于气温时,空气已经完全饱和(即 100%);超过这一数值在物理上是不可能的,因此结果会被限制在 100% 以内。
Magnus 公式有多准确? 在大约 −40 °C 到 +50 °C 的温度范围内,其误差约在 0.1% 以内,几乎涵盖了所有的天气状况。