什么是相对湿度

相对湿度,指空气中水汽压与相同温度下饱和水汽压的百分比。或湿空气的绝对湿度与相同温度下可能达到的最大绝对湿度之比。也可表示为湿空气中水蒸气分压力与相同温度下水的饱和压力之比。

定义

相对湿度(Relative Humidity ),用RH表示。表示空气中的绝对湿度与同温度和气压下的饱和绝对湿度的比值,得数是一个百分比。(也就是指某湿空气中所含水蒸气的质量与同温度和气压下饱和空气中所含水蒸气的质量之比,这个比值用百分数表示。例如,某机房平常所说的湿度为60%,即指相对湿度。)

测量工具

最原始的温湿计就像是老式医疗用的那种温湿度计,测定干球温度,然后与湿球温度比较差度(即干湿差。当温度一定时,干湿差大,表示空气中湿度小),在刻度盘中查出现在实际的相对湿度的值,来得知现在空气的湿度状态。现在大部分采用特种感温感湿材料制成的温湿计,有的更加上机械旋转装置构成温湿自动记录仪,CCTC 现在普遍使用这种温湿记录仪。

计算方法

相对湿度是单位体积空气内实际所含的水气密度(用d1 表示)和同温度下饱和水气密度(用d2 表示)的百分比,即RH(%)= d1/ d2 x 100%;另一种计算方法是:实际的空气水气压强(用p1 表示)和同温度下饱和水气压强(用p2表示)的百分比,即RH(%)= p1/ p2 x 100%。
利用干湿球温度计算相对湿度的公式
1 相对湿度U的计算公式:
U=(E/Ew)×100%∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙(1)
式中U为相对湿度,E为水气压(hPa),Ew为干球温度t(℃)所对应的纯水平液面(或冰面)饱和水气压(hPa)。
2 水气压E的计算公式
E=Etw-APh(t-tw)∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙(2)
式中Etw(hPa)为湿球温度tw(℃)所对应的纯水平液面的饱和水气压,湿球结冰且湿球温度低于0℃时,为纯水平冰面的饱和水气压;A为干湿表系数,湿球未结冰时的通风干湿表(通风速度≥2.5m/s)系数是0.662×10-3 ℃-1,湿球结冰时的通风干湿表(通风速度≥2.5m/s)系数是0.584×10-3 ℃-1;Ph为本站气压(hPa);其他符号意义同上。

3 饱和水气压Ew的计算公式:
3.1 纯水平液面饱和水气压的计算公式
∙∙∙∙(3)
式中 Tl=273.16(水的三相点绝对温度,单位:K)T =273.15+ ℃(绝对温度,单位:K)。

3.2 纯水平冰面饱和水气压的计算公式
∙∙∙(4)
式中符号意义同上。

对人类的影响

对人类健康的影响
每到冬季,气候异常干燥。保持室内相对湿度可预防感冒。据测,在北方地区120个供暖日中,仅有2.5天达到健康湿度,另有研究表明,室内空气污染是室外的5—10倍,所以冬季许多人缺少湿润、洁净的空气。科学家通过对流行病的研究发现,在干燥的冬季,白喉、流感、百日咳、脑膜炎、哮喘、支气管炎等的发病率显著增加,导致上述疾病的原因很多,除了冬季温度偏低、温差变化大导致人体抵抗力下降外,还有如下两方面的原因:其一,环境相对湿度过低使流感病毒和致病力强的革兰氏阳性菌繁殖速度加快,而且随粉尘扩散,引起疾病流行。其二,环境相对湿度过低可使人的呼吸系统抵抗力下降,诱发和加重呼吸系统疾病。 [1]
目前市场上各种加湿器,可将相对湿度控制在最适合人体的湿度范围内,既可抑制病菌的滋生和传播,还可提高免疫力。
对PM2.5的影响
无论是高污染区的城市还是低污染区的城市,相对湿度在其细颗粒物的监测和预报中起着重要作用。当无降雨空气相对湿度在60%—80%以下时,颗粒物的二次生成作用较强,PM2.5的浓度同相对湿度呈正比关系。当空气湿度大于80%时,容易形成降雨,对空气中的颗粒物有冲刷作用,颗粒物的浓度同空气相对湿度呈反比。随着湿度的增加颗粒物中的水溶性组分和有机碳中水溶性有机碳的组分比例增加,在高相对湿度的条件下水溶性有机碳和元素碳的比例显著升高,冬季城市相对湿度的升高对重雾霾的形成有直接关系。 [2]
文物保护
中国书画的质地是宣纸、绢、绫等纤维或有机材料,时间长了,很容易被虫蛀蚀或老化破损。古人对保管书画有专门的论述,如今的书画收藏保管,除沿袭古人的一些传统方法外,收藏书画则更为讲究。根据科学的数据证实,大多数蛀虫和霉菌的生存温度在10℃以上,低于这个温度,害虫即丧失活动能力和停止繁殖,而相对湿度在65%以下,多数霉菌就无法正常发育。因此,有条件的收藏家,书画库房温度宜控制在10到20℃,相对湿度应控制在50%–65%之间,这样可以抑制害虫、霉菌的生长繁殖,有利于书画纸张的保养。倘若将相对湿度降至45%以下,并持续较长的时间,纸张又会因干燥而脆裂,造成物理性朽坏。所以,保持相对湿度50%的下限,是对书画保藏的一个严格要求。
日常生活中的合适数值
夏天,室内相对湿度过大时,会抑制人体散热,使人感到十分闷热、烦躁。冬天,室内相对湿度大时,则会加速热传导,使人觉得阴冷、抑郁。室内相对湿度过小时,因上呼吸道粘膜的水分大量散失,人会感到口干、舌燥,甚至咽喉肿痛、声音嘶哑和鼻出血等,并易患感冒。所以,专家们研究认为,相对湿度上限值不应超过80%,下限值不应小于30%。然而,人的体感并不单纯受气温或相对湿两种因素的影响,而是两者综合作用的结果。通过实验测定,最宜人的室内温湿度是:冬天温度为20至25℃,相对湿度为30%至80%;夏天温度为23至30℃,相对湿度为30%至60%。在此范围内感到舒适的人占95%以上。在装有空调的室内,室温为20至25℃,湿度为40%至50%时,人会感到最舒适。如果考虑到温、相对湿度对人思维活动的影响,最适宜的室温度应是工作效率高。20℃,相对湿度应是40%至60%,此时,人的精神状态好,思维最敏捷。
最宜人的室内温湿度是:(在此范围内感到舒适的人占95%以上)
冬天温度为20至25℃,相对湿度为30%至80%;
夏天温度为23至30℃,相对湿度为30%至60%。
在装有空调的室内,室温为20至25℃,湿度为40%至50%时,人会感到最舒适。
工作效率高的室温度:20℃,相对湿度应是40%至60%,此时,人的精神状态好,思维最敏捷。

研究意义

水蒸汽是大气中最重要的能量载体,并且也是最重要的温室气体。因此它的时空分布通过诸如潜热交换、辐射性冷却和加热、云的形成和降雨等对天气和气候造成相当大的影响,从而影响动植物的生长环境,其变化是植被改变的主要动力,对农业生产产生一定的影响。因此,对湿度的研究也显得越来越重要。另外,相对湿度对工业工艺也产生有很大影响,还通过影响气溶胶的光学特性,从而对太阳增温率具有系统影响,这对气溶胶的气候效应是有意义的;当然,相对湿度对能见度也有一定的影响。因此,研究全球变化背景下相对湿度大变化趋势,对于了解环境的变化及调整生产具有重要的现实意义。 
控湿有妙招,使用各类工业除湿机,家用除湿机,恒温恒湿机甚至转轮除湿机,都可以达到控制一定空间范围的湿度的目的。

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