使用方法
- 「干球温度 T」填普通温度计在空气中读到的温度,单位摄氏度,示例填 25。这是环境的实际气温,不是体感温度,也不是设备表面温度。
- 「湿球温度 Tw」填湿纱布包裹的温度计在通风下稳定后读到的温度,单位摄氏度,示例填 18。它恒不高于干球,两者之差就是干湿球差,差越大空气越干。
- 「气压 P」填当时当地的大气压力,单位百帕(hPa),示例填 1013.25。海平面标准气压是 1013.25 hPa,海拔每升高约 100 米气压下降约 12 hPa,3000 米处约 700 hPa;查不到就填 1013.25 估一个。
- 点「计算相对湿度」,结果区同时给出相对湿度、露点与绝对湿度,下面还有饱和水汽压、实际水汽压、混合比与饱和差的明细。
- 下方对照表固定当前的干球温度与气压,按干湿球差列出十二行,默认展开六行;改动任一项都会立即重算,「复制对照表」取走 TSV,「导出 CSV」下载带 UTF-8 BOM 的文件。
- 干湿球法需要湿球周围有约 1~3 m/s 的通风,手持干湿球表要甩动或用小风扇吹,通风不足时湿球读数偏高,算出的湿度会偏大。
这个相对湿度计算器能解决什么问题
只有温度和湿度两个数字,判断环境是否舒适、是否会结露、要不要开加湿器或除湿机,都离不开相对湿度。可大多数人手上只有干湿球温度计,或者只有温湿度计的干湿球读数,要自己套公式又记不住 Magnus 公式的常数。本页把干球、湿球、气压三个读数一次算成相对湿度、露点与绝对湿度,省掉查表与手算。
第二个用途是反查与预判:知道房间的温湿度,看露点离窗框、墙面、冷桥有多近,判断会不会结露;知道当前的相对湿度,估升温或降温后它会变成多少,用来体检空调与除湿机的效果。露点、绝对湿度这类绝对量分别是另一种口径,也可以看露点计算器;把摄氏换成华氏、把毫米汞柱换成百帕,则属于单位换算的范畴。
计算原理与变量说明
本页先用 Magnus 公式算出干球与湿球各自的饱和水汽压,再用干湿球式求出空气中的实际水汽压,最后把实际水汽压与饱和水汽压相除得到相对湿度,全程用双精度浮点计算,只在显示时才舍入:
- 饱和水汽压 es(T) = 6.112 × exp(17.67T / (T + 243.5)),单位 hPa。示例 es(25.0) = 31.6743 hPa,es(18.0) = 20.6258 hPa。
- 干湿球式 e = es(Tw) − 0.00066 × P × (T − Tw),单位 hPa。示例修正量 0.00066 × 1013.25 × 7 = 4.6812,所以 e = 20.6258 − 4.6812 = 15.9446 hPa。
- 相对湿度 RH = 100 × e / es(T)。示例 100 × 15.9446 ÷ 31.6743 = 50.3393%,报出 50.3%。
- 露点 Td = 243.5 × ln(e / 6.112) / (17.67 − ln(e / 6.112)),单位 °C。示例 Td = 13.97 °C。
- 绝对湿度 AH = 216.7 × e / (T + 273.15),单位 g/m³。示例 AH = 216.7 × 15.9446 ÷ 298.15 = 11.589 g/m³。
- 混合比 w = 622 × e / (P − e),单位 g/kg。示例 w = 622 × 15.9446 ÷ 997.31 = 9.944 g/kg。
- 饱和差 = es(T) − e,单位 hPa。示例 31.6743 − 15.9446 = 15.7297 hPa,它衡量空气还要蒸发多少水才饱和。
为什么说相对湿度是相对当前温度而言:它是实际水汽压与当前温度下饱和水汽压之比,温度一变,分子不动、分母就变。示例里含湿量完全不变,只把干球从 25.0°C 升到 26.0°C,饱和水汽压从 31.6743 升到 33.6226 hPa,相对湿度立刻从 50.34% 落到 47.43%,降了约 2.9 个百分点。所以「相对湿度 50%」在不同温度下对应的实际含水量完全不同,它不能单独作为干湿判据。
为什么干湿球法必须知道气压:湿球靠蒸发吸热降温,蒸发速率既与湿度亏缺有关,也与空气带走水汽的能力有关,后者直接受气压影响,公式里的气压项正是 0.00066 × P。示例在同一对干湿球读数下,海平面 1013.25 hPa 得相对湿度 50.34%,3000 米高处 700 hPa 得 54.91%,两者差了 4.6 个百分点。忽略气压、一律按 1013.25 算,在高原台站上就是系统性偏差。
为什么露点比相对湿度更值得看:露点是空气冷却到饱和、开始结露的温度,它是一个绝对量——例如 13.97°C 就是 13.97°C,把同一团空气从 25°C 加热到 30°C 也不会变,而相对湿度会从 50.3% 掉到 40% 上下。夏天「相对湿度只有 50% 仍觉得闷」,正是因为露点高(比如 20°C 以上),皮肤汗液蒸发不出去;反过来冬天露点很低,即便相对湿度看着不低,皮肤也干。
为什么 0°C 以下要换一套常数:Magnus 公式对水面与冰面给出的饱和水汽压并不相同,上面这组常数 6.112、17.67、243.5 是水面口径,适用于 0~50°C;冰面常用 22.46 与 272.62 这组。零度以下若仍按水面公式算,饱和水汽压会被高估,相对湿度随之偏低。本页按水面公式处理,读数低于 0°C 时会给出提示,需要更严的场合请改用冰面口径或直接看电子湿度计。
为什么湿球读数最怕通风不足与水质:湿球温度是蒸发冷却达到的平衡温度,只有周围空气不断把未饱和的空气换走,蒸发才能持续、读数才稳定;通风停滞时湿球附近空气趋于饱和,读数会往干球靠,算出的湿度偏大。纱布若结水垢或用了硬水,蒸发效率下降,也会让湿球偏高。这也是为什么气象台用强制通风的阿斯曼干湿表,而家用干湿球计要求甩动或迎风。
完整示例(数值仅作演示)
示例条件:干球 25.0°C、湿球 18.0°C、气压 1013.25 hPa,按本页自己的算法逐步复算,数值仅作演示。
- 饱和水汽压:es(25.0) = 6.112 × exp(17.67 × 25 ÷ 268.5) = 31.6743 hPa;es(18.0) = 6.112 × exp(17.67 × 18 ÷ 261.5) = 20.6258 hPa。
- 干湿球修正量:0.00066 × 1013.25 × (25 − 18) = 4.6812 hPa。
- 实际水汽压:e = 20.6258 − 4.6812 = 15.9446 hPa。
- 相对湿度:RH = 100 × 15.9446 ÷ 31.6743 = 50.3393%,报出 50.3%。
- 露点:ln(e/6.112) = ln(2.6087) = 0.9588,Td = 243.5 × 0.9588 ÷ (17.67 − 0.9588) = 13.97 °C。
- 绝对湿度:216.7 × 15.9446 ÷ (25 + 273.15) = 11.589 g/m³;混合比:622 × 15.9446 ÷ (1013.25 − 15.9446) = 9.944 g/kg。
- 饱和差:31.6743 − 15.9446 = 15.7297 hPa;它等于空气还要再吸收多少水汽才达到饱和。
- 升温校验:同一团空气升温到 26.0°C 而含湿量不变,RH 约从 50.34% 落到 47.43%,降幅约 2.9 个百分点。
示例数值均为演示,实际湿度请以校准过的湿度计读数为准。
饱和水汽压与露点对照表
工具区里的动态对照表固定当前的干球温度与气压,按干湿球差列出十二行,默认展开六行;示例在 25.0°C、1013.25 hPa 下,干湿球差 7°C 那一行就是上面复算出的 50.34%、13.97°C 与 11.59 g/m³。
下表用 Magnus 公式列出不同温度下的饱和水汽压与每立方米最多能含的水量,用于理解「分母」如何随温度迅速增大。
| 温度 T(°C) | 饱和水汽压(hPa) | 饱和含湿量(g/m³) |
|---|---|---|
| -10 | 2.8677 | 2.36 |
| -5 | 4.2199 | 3.41 |
| 0 | 6.1120 | 4.85 |
| 5 | 8.7215 | 6.79 |
| 10 | 12.2717 | 9.39 |
| 15 | 17.0405 | 12.82 |
| 20 | 23.3695 | 17.27 |
| 25 | 31.6743 | 23.02 |
| 30 | 42.4558 | 30.35 |
| 35 | 56.3116 | 39.60 |
| 40 | 73.9490 | 51.17 |
| 45 | 96.1978 | 65.52 |
下表固定干球 25.0°C、气压 1013.25 hPa,只改变相对湿度,给出对应的水汽压与露点,用于由湿度计读数反查露点。
| 相对湿度(%) | 水汽压(hPa) | 露点(°C) |
|---|---|---|
| 10 | 3.1674 | -8.73 |
| 20 | 6.3349 | 0.49 |
| 30 | 9.5023 | 6.24 |
| 40 | 12.6697 | 10.48 |
| 50 | 15.8371 | 13.87 |
| 60 | 19.0046 | 16.71 |
| 70 | 22.1720 | 19.15 |
| 80 | 25.3394 | 21.31 |
| 90 | 28.5069 | 23.25 |
| 95 | 30.0906 | 24.14 |
| 99 | 31.3576 | 24.83 |
| 100 | 31.6743 | 25.00 |
下表为同一对干湿球读数(25.0°C / 18.0°C)在不同海拔气压下的结果,说明为什么干湿球法必须录入实际气压。
| 气压(hPa) | 相对湿度(%) | 露点(°C) |
|---|---|---|
| 1013.25(海平面) | 50.34 | 13.97 |
| 950(约 540 m) | 51.26 | 14.25 |
| 850(约 1450 m) | 52.72 | 14.69 |
| 700(约 3000 m) | 54.91 | 15.32 |
体感参考:相对湿度低于 30% 偏干燥(易起静电、咽喉发干);30% 到 60% 为舒适区;60% 到 70% 偏潮;高于 70% 闷热,霉菌风险上升。这些区间只在常温下大致成立,真正的 dryness 判据仍应看露点。
结果边界、舍入与适用说明
- 输入范围:干球与湿球温度 -40 ~ 60 °C,步长 0.1;气压 500 ~ 1100 hPa,步长 0.01。
- 湿球高于干球时给出具体提示:这在物理上是过饱和状态,通常是两个读数填反了,请对调后再算。
- 干球等于湿球时相对湿度恒为 100%,页面照常显示,并提示空气已饱和。
- 干球或湿球超出 -40 ~ 60 °C、气压超出 500 ~ 1100 hPa 时一律给出具体提示,不会静默出结果。
- 干湿球差过大导致实际水汽压 e 小于 0 时给出提示:已超出该经验式的适用范围,建议改用电子湿度计或通风更好的干湿球表。
- 相对湿度保留 1 位小数,露点保留 2 位小数,绝对湿度与混合比保留 2 位小数;中间过程不二次舍入,末位差异多来自提前截断。
- 本页的 Magnus 常数是水面口径,适用于 0 ~ 50 °C;0°C 以下的冰面饱和水汽压用另一组常数,本页不自动切换,低温读数仅供估算。
- 干湿球法要求湿球周围约 1 ~ 3 m/s 的通风与洁净的水。通风不足或纱布结垢都会让湿球偏高、算出的相对湿度偏大;需要精确值时请以校准过的电子湿度计为准。
常见问题
为什么升温 1°C,相对湿度就从 50.3% 掉到 47.4%?
因为相对湿度是实际水汽压与当前温度下饱和水汽压之比。含湿量一点没变,分子不动;而饱和水汽压随温度迅速增大,分母变大,比值就变小。示例从 25.0°C 升到 26.0°C,相对湿度由 50.34% 落到 47.43%,降了约 2.9 个百分点。
干湿球算湿度为什么还要填气压?
湿球靠蒸发降温,蒸发速率受空气带走水汽的能力影响,而这一能力随气压变化,公式里的 0.00066 × P 就是气压项。示例同一对读数在 1013.25 hPa 下是 50.34%,在 700 hPa 下是 54.91%,差 4.6 个百分点;高原或高楼层不填实际气压会有系统偏差。
露点和相对湿度哪个更能说明空气干不干?
露点。它是绝对量,不随气温改变:13.97°C 的露点把空气加热到 30°C 仍是 13.97°C,而相对湿度会大幅变化。夏天「相对湿度只有 50% 却闷」正是露点高的表现;皮肤是否干爽、会不会结露,看露点比看相对湿度更靠得住。
0°C 以下为什么结果可能不准?
本页的 Magnus 常数(6.112、17.67、243.5)是水面口径,适用于 0 ~ 50°C;冰面的饱和水汽压要用另一组常数(如 22.46 与 272.62)。零度以下仍套水面公式会高估饱和水汽压,相对湿度偏低。页面在读数低于 0°C 时会提示,低温场合请改用冰面口径或电子湿度计。
湿球温度计该怎么用才准?
让湿球周围保持约 1 ~ 3 m/s 的通风(甩动或迎风),用洁净软水浸湿纱布并待读数稳定后再读。通风不足时湿球附近空气趋于饱和、读数偏高,算出的湿度会偏大;纱布结水垢或水太硬也会降低蒸发效率,同样让湿球偏高。
为什么湿球温度不能高于干球?
湿球靠水蒸发吸热降温,蒸发只会带走热量,所以湿球读数恒不高于干球,两者相等时空气已饱和(相对湿度 100%)。若填进去湿球反而更高,通常是把两个数填反了,页面会提示你检查并纠正。
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