什么是饱和水汽压?
饱和水汽压(\(e_s\))是指在某一温度下空气完全饱和时,水汽所产生的分压——也就是开始凝结之前空气所能容纳的最大水分量。它随温度升高而急剧上升,这正是暖空气比冷空气能携带更多水分的原因。这个量在气象学、暖通空调(HVAC)设计、农学(蒸散量计算)以及建筑物理学中都是一个基础参数。
如何使用本计算器
输入以摄氏度(°C)表示的空气(干球)温度,计算器即可返回以千帕(kPa)为单位的饱和水汽压,同时换算成百帕(hPa,等同于毫巴 mbar)和帕(Pa)。该结果具有通用性,适用于任何地区。
公式详解
本工具采用 Tetens 公式(联合国粮农组织 FAO 的 Penman–Monteith 方法也使用该公式):
$$e_s = 0.6108 \cdot \exp\!\left(\frac{17.27 \cdot \text{Temp (°C)}}{\text{Temp (°C)} + 237.3}\right)$$其中 \(e_s\) 的单位为 kPa,\(T\) 的单位为 °C。
式中的指数项刻画了空气持水能力随温度呈陡峭、非线性增长的特征。结果乘以 10 即得 hPa,乘以 1000 即得 Pa。
计算示例
当 \(T = 30\) °C 时:
$$\text{指数} = \frac{17.27 \times 30}{30 + 237.3} = \frac{518.1}{267.3} = 1.93827$$$$\exp(1.93827) = 6.94673$$$$e_s = 0.6108 \times 6.94673 = 4.24307 \text{ kPa} = 42.4307 \text{ hPa} = 4243.07 \text{ Pa}$$常见问题
低于冰点时适用吗? 这里使用的 Tetens 系数是针对液态水(0 °C 以上)调校的。在冰点以下,应改用专门针对冰面的公式(例如系数 21.875 和 265.5),才能得到更准确的数值。
它与相对湿度有什么关系? 相对湿度 = 实际水汽压 ÷ 饱和水汽压 × 100%。本计算器算出的正是公式中的分母部分。
kPa、hPa 和 Pa 有什么区别? 它们表示的是同一物理量,只是采用了不同的刻度:\(1 \text{ kPa} = 10 \text{ hPa} = 1000 \text{ Pa}\)。hPa 与气象预报中常见的旧单位毫巴(mbar)数值相等。