天气预报湿度多少正常?
这个问题,可以写成“水蒸气压力(相对湿度)是多少正常”吗? 以目前的技术手段,在地面气象观测中能实时测量相对湿度的只有百叶箱中的露点温度。而在高空气象观测中,则能够测得水汽压。所以讨论问题之前先明确一个概念,即: 本文所讨论的相对湿度是温度露点的相对湿度,用符号θ表示; 大气中的水汽压用符号e表示; 气温用符号t表示。
我们首先给出计算公式的框架,然后再分别解释各参数的物理涵义。 需要说明的是,以上公式是建立在理想气体假设之上。而实际上大气中的水汽含量是非常大的,要考虑水汽的相态问题以及非理想气体的问题。对于这类问题,请参考我的另一篇答案 如何将相对湿度换算成绝对湿气压? 这里只讨论温度高于0℃的情况。当温度低于0℃时,饱和水汽压与温度关系会发生突变,之前的公式不再适用。具体细节可参见文献[1]。
以上就是关于相对湿度和水汽压的基本知识。现在我们可以开始讨论问题了——什么才是正常的? 要回答这个问题,我们先要了解两种不同的尺度上相对湿度的平均值。它们分别是: 在大气探测方面,通常采用露点温度或水汽压来描述大气中水蒸汽的含量。这两者的单位都是hPa(毫巴)。而平均气压的单位则是mmHg(毫米汞柱)。两者之间的关系可以通过下面的公式进行转换: 式中:760.48为大气平均气压,也可以记作标准大气压。
上面是不同高度平均水蒸汽浓度的计算方法。而下面我们将讨论不同区域水蒸汽含量的平均情况。 前面我们已经提到,气候学上常用的指标是温度露点差。它定义为距离露点的温度值。在气候学中,经常把温度露点差作为评价气象条件湿润程度的指标。其具体的定义如下: 显然,对于一个给定的地区,温度露点差是一个恒定值。其大小反映该地区气象条件湿润程度。
温度露点差还有另一个重要特点:对于给定的温度和海拔,温度露点差几乎不受影响。也就是说,如果我们在一座山上建起一座气象台站,则不管我们是否改变仪器设备、测试方法甚至是否更换了工作人员,该温度值和海拔对应的温度露点差都是一个固定数值。这个性质使得温度露点差成为评估气候条件的一个重要指标。
在上面的例子中,杭州城区的年平均温度露点差约为53°C,而临安的年平均温度露点差却只有约46°C。这表明杭州城区比临安更加潮湿。 最后需要指出的是,虽然温度露点差能够较好地衡量天气系统所带来的水汽含量。但它无法告诉我们这种水分是否是固体形式(冰晶、雨滴等)或者液体形式(云水、雾滴等)。
为了衡量这种损失,人们又引入了另外一项指标:降水量。 以上就是对“什么是正常的”这一问题所做的解答。