大气探测中湿度的测量
气象探测环境要求标准
气象探测环境要求标准
气象探测环境要求标准包括以下方面的要求：
1. 温度要求：探测环境的温度范围应符合气象探测仪器的工作要求，通常在-40°C至50°C之间。
2. 湿度要求：探测环境的湿度要求适中，过高的湿度可能会影响气象仪器的准确性和性能。
一般要求相对湿度在20%至90%之间。
3. 气压要求：探测环境的气压要求符合标准大气压的要求，通常在80 kPa至110 kPa之间。
4. 光照要求：探测环境的光照条件要适宜，降低光照可能会对气象仪器的传感器和测量结果产生影响。
5. 防雷要求：探测环境应能有效地防护雷电，减少雷击对气象仪器的损害和干扰。
6. 电磁场要求：探测环境应尽量减少电磁辐射和其他电磁干扰源对气象仪器的干扰。
7. 防尘要求：探测环境应减少尘土和颗粒物对气象仪器的影响，保持仪器的灵敏度和精度。
8. 防水要求：如果气象仪器需要工作在潮湿环境中，探测环境应具备防水能力，以防止仪器受潮损坏。
以上是一般的气象探测环境要求标准，具体的要求还需根据不同气象仪器的规格和使用条件进行适当调整和补充。
激光雷达在气象预报中的大气测量应用
激光雷达在气象预报中的大气测量应用随着科技的不断进步和发展，激光雷达在气象预报领域的应用已经成为一项重要的技术手段。
激光雷达通过发射一束激光束进入大气中，利用激光与空气中的水汽、尘埃等颗粒物之间的相互作用，可以对大气中的温度、湿度、风速和风向等参数进行高精度的测量。
这项技术的出现为气象预报提供了更精准、可靠的数据来源，并有望在未来推动气象预报技术的进一步发展。
首先，激光雷达在大气测量中的应用主要体现在温度和湿度的测量。
激光雷达可以通过测量大气中水汽分子的线宽来计算温度和湿度。
当激光束与水汽分子相互作用时，会导致激光的频率发生变化，通过测量这种频率变化，可以精确计算出大气中的温度和湿度分布情况。
这种方法相比传统的探空测量方式更加方便快捷，并且能够提供实时、连续的测量数据，为天气预报的准确性和时效性提供了重要的支持。
其次，激光雷达在大气测量中还可以用于测量风速和风向。
激光雷达发射的激光束会被大气中的颗粒物散射，散射方向和强度与风速和风向有关。
通过对散射信号的分析，可以准确测量出大气中的风速和风向分布情况。
这种方法相比传统的气象雷达具有测量范围广、分辨率高、灵敏度好等优势，可以提供更为精确、细致的风场信息，对于气象风险评估和灾害防范具有重要意义。
此外，激光雷达在大气测量中还可以应用于测量降水量和降水类型。
激光雷达发射的激光束可以穿过降雨云层，对云层中的降水微粒进行探测和测量。
通过对反射信号的分析，可以获得降水微粒的浓度、尺寸和类型等信息，进而估算出降水的强度和类型。
这种方法可以提供实时的降水监测和预警，为气象预报和灾害应对提供重要依据。
总之，激光雷达在气象预报中的大气测量应用具有重要的意义和潜力。
它可以提供更为准确、实时的大气物理参数测量数据，为气象预报的准确性和时效性提供了重要支持。
随着技术的不断进步和发展，相信激光雷达在气象预报领域的应用将会越来越广泛，并且为未来气象预报技术的发展带来更多的可能性。
空气湿度的观测与测量
空气湿度的观测与测量2010-3-15 14:30:51 来源：上海懿凌环境科技有限公司表示空气中水汽多寡亦即干湿程度的物理量，称为空气湿度。
湿度的大小常用水汽压、绝对湿度、相对湿度和露点温度等表示。
公众天气预报中最常用的是相对湿度。
相对湿度是空气中实际水汽含量(绝对湿度)与同温度下的饱和湿度(最大可能水汽含量)的百分比值。
它只是一个相对数字，并不表示空气中湿度的绝对大小。
在一定的气温条件下，一定体积的空气只能容纳一定量的水汽。
如果水汽量达到了空气能够容纳水汽的限度，这时的空气就达到了饱和状态，相对湿度为100%。
在饱和状态下，水份不再蒸发。
高热的夏季遇到这种天气，人体分泌的汗水难以蒸发，感到闷热难以忍受。
反之，秋天有时也会遇到高温这只“秋老虎”，但由于度明显降低，人们浑身淌汗却很少会有“闷”的感觉。
如果冬天遇到低温高湿天气，人们又会感到阴湿寒冷。
空气中湿度太小，同样会使人感到不舒服。
南方人初到北方，沿海人咋去大西北，常会感到唇干口燥，甚至鼻出血。
当然，这是属于人的适应性问题了。
一般而言，相对湿度的日变化与气温的日变化相反，最大值出现在日出前后，最小值出现在下午2时左右。
当然，当某地的天气发生突变时，湿度的这种变化规律就会被破坏。
如高温低湿的午后，突然乌云翻滚，湿空气汹涌而至，当地的湿度就会迅速猛升。
相对湿度的年变化比较复杂，通常是多雨的季节湿度高，晴朗的天气湿度低，但各地的地理条件、气温条件和雨季情况差异很大，难以概括出一个具有普遍性的规律。
电视观众朋友们一定会注意到，当要预报一场降水即将发生时，预报员常会给出一张高空形势预报图，图中用红色箭头表示西南暖湿气流，用蓝色箭头表示来自北方的干冷气流，并预报说这两支气流将在某地区交汇，产生强降雨。
当然，这只是诸多降雨因素中的两个因素，是一种直观的图示。
不过，它至少表明了两个含义：其一，大气中的暖湿气流一般来自南方，干冷气流来自北方；其二，暖湿气流是产生降水的必不可少的基本条件。
湿度测量方法
湿度测量方法湿度测量是一种常见的物理量测定方法，它可以用来测量环境中气体和液体中的水分含量。
通常，湿度用“相对湿度”来表示，它是空气中的水分质量与其最大潜热量的比值。
如果在恒定的温度下，空气的水分质量越大，相对湿度也越大。
不同的相对湿度范围对人体来说是不同的，一般来说，30%~70%的相对湿度最为适宜。
湿度的测量主要有以下几种方法:1、湿度表法：湿度表法将探测物体表面上水分蒸发成蒸气形成的水分液成固定比例罐中，用蒸发湿度表来测量湿度。
2、激光测湿仪：激光测湿仪采用克朗森分析原理，将激光束发射在待测物体表面上，由激光束反射后，探测其穿透物体大气层中水分含量，测量湿度。
3、水滴冷却法：水滴冷却法会将湿度反映出来，它利用水滴在一定的温度、干预压力下冷却的温度降低速率来测量湿度的大小。
4、电容式湿度传感器：改变湿度时，会使得吸入电容器可以形成一直变化的湿数值，这里利用电容反复改变其电容大小来检测湿度大小，根据定律求出其对应的湿度。
5、吸湿电位计：该装置利用吸湿性材料（一般为橡胶）接触到不同的湿度气体时，有一定的电位变化，利用橡胶的吸湿性，可以测量其相应的湿度。
湿度的测量是衡量空气条件的必要工作，可以为物理化学实验、农业生产、气象研究等提供参考依据，对决策、危险性控制、工作人员呼吸健康、有害蒸气测量等领域有着十分重要的意义。
另外，从房屋建筑工程和农业畜牧科学环境保护两个方面，都考虑到了湿度的测量。
因此，湿度的测量对环境的健康非常重要，它不仅是一项重要的科学研究项目，而且也是预测灾害事件发生的关键环节。
要想知道相对湿度，需要采用适当的仪器测量。
同时，也要特别注意湿度测量时温度的影响，以免受到影响得出错误的结果。
大气探测考研试题及答案
大气探测考研试题及答案题目：大气探测考研试题一、单项选择题（每题2分，共10分）1. 大气探测的主要目的是什么？A. 预测天气B. 研究气候变化C. 导航定位D. 以上都是答案：D2. 在大气探测中，常用的温度测量仪器是什么？A. 气压计B. 风速计C. 温度计D. 湿度计答案：C3. 下列哪项不是大气探测中常用的探测手段？A. 卫星遥感B. 无线电探测C. 地面观测站D. 超声波探测答案：D4. 大气边界层探测对于以下哪个领域最为关键？A. 农业B. 航空C. 城市规划D. 海洋学答案：C5. 多普勒雷达在大气探测中主要用于测量什么？A. 温度B. 气压C. 风速和风向D. 湿度答案：C二、填空题（每题3分，共15分）6. 大气探测中，______ 是指大气中水汽含量的测量。
答案：湿度7. 无线电探测大气时，常用的频率范围是 ______ 。
答案：微波和无线电波8. 卫星遥感技术可以用于监测大气中的 ______ 含量，从而研究臭氧层损耗。
答案：臭氧9. 大气探测中，探空气球携带的仪器可以测量大气的温度、湿度和______ 。
答案：气压10. 地面观测站通常使用 ______ 来测量风速和风向。
答案：风速计和风向标三、简答题（每题10分，共20分）11. 简述大气探测中常用的遥感技术有哪些，并说明它们各自的优势。
答案：大气探测中常用的遥感技术包括卫星遥感、飞机搭载的遥感仪器、地面遥感站等。
卫星遥感的优势在于能够覆盖大范围的区域，提供连续的监测数据；飞机搭载的遥感仪器可以对特定区域进行详细的观测，具有较高的灵活性；地面遥感站则可以提供高时间分辨率的观测数据，对于局部地区的监测非常有效。
12. 描述一下大气边界层探测的重要性及其对城市规划的影响。
答案：大气边界层探测对于理解城市环境中的污染物扩散、热量和湿度交换至关重要。
它有助于城市规划者设计更有效的空气流通系统，减少污染物的积聚，提高城市的空气质量。
2018《大气探测学》课程重点 (1)
（4）了解双金属片温度计、温度传感器的基本原理及其构造
（5）掌握地温测量的基本仪器，了解其测量方法
（6）★★测温仪器的热滞现象：理解并掌握其原理，能够推导公式并进行相关计算。
（7）★气温测量中的防辐射设备：为什么要安装防辐射设备、防止辐射误差的途径；了解百叶箱、通风干湿表和防辐射罩的基本结构。
★(6)气象仪器的属性（精确度、灵敏度、惯性、分辨率、量程），包括测量误差及其分类
★(7)大气探测的代表性、准确性和比较性。
简答题
3
第二章 云的观测
★（1）云的定义：理解并掌握
★（2）云的形成过程：重点掌握，特别是基本概念饱和水汽压
（3）云观测的意义：了解为什么要进行云的观测
★（4）云状分类，包括发生学分类和形态学分类，重点掌握我国现行地面气象观测规范中对云的形态学分类（课本表2-1）方法，熟记云属及其简写，属于必考内容。
（7）日照时数的测量方法，主要是暗筒式日照计的测量的基本原理。
简答题
3
第十一章 自动气象观测系统
（1）自动气象站的定义、分类及其测定要素
（2）自动气象站的主要功能
（3）四、气象站数据的采样和算法
1
第十二章 高空温湿压风的探测
（1）高空气象探测的方法和探测的气象要素
（2）无线电探空仪的基本结构和原理
（3）★★高空风的探测：气球测风的基本原理、单经纬仪测定风速和风向。
计算题
简答题
3
第六章 空气湿度的观测
（1）空气湿度的定义、测量高度、观测项目、单位和观测意义
（2）★空气湿度的表示方法。重点掌握各个概念的定义及其相关计算。
（3）★干湿球温度表的测湿原理及相关计算
2014湖南综合观测基本知识试题（大气物理、大气探测、现代气象观测）
2014湖南综合观测基本知识试题（大气物理、大气探测、现代气象观测）2014湖南综合观测基本知识试题（大气物理、大气探测、现代气象观测）（满分190分，考试时间120分钟）一、单项选择题（100题，每小题0.5分，共50分。
）1、气象探测的发展经历了几个重要的阶段，初始阶段是一系列定量测量地面气象要素仪器的出现，其标志性仪器为1643年( )发明的水银气压表。
A、托里拆利B、索绪尔C、伽利略D、白贝罗2、（）是将感应原件放于测量位置上，测量大气要素的变化。
A、直接测量B、感应测量C、遥感探测D、直接探测3、直接探测是根据原件的（）受大气某种作用而产生反应的特点，构成直接探测原理。
A、物理和化学性质B、物理性质C、化学性质D、光学性质4、（）是大气探测的工具A、仪器B、仪表C、探空气球D、传感器5、室内大气湿度测量最精确的方法是（）A、干湿球湿度表测湿法B、电学湿度表测湿法C、称量法D、光学湿度计测湿法6、饱和水汽压是指在固定的（）下，水汽和平面纯净水面达到的气液两相中性平衡，或水汽和平面纯净冰面达到的气固两相中性平衡时纯水蒸汽的水汽压。
A、气压和风速B、气压和温度C、风速和温度D、气压、温度、风速7、相对湿度U是指压力为P、温度为T的湿空气，其（）的百分数。
A、水汽压和水面饱和水汽压比值B、水汽压和冰面饱和水汽压比值C、水汽压和当地总气压比值D、水汽质量与湿空气总质量比值8、干湿球温度表系数随风速有很大的变化，小风速时数值较大，随风速的增加迅速减小。
当风速超过（）时，A值的变化很小，逐渐接近理论值.A 、1.5 m/sB 、3 m/sC 、4 m/sD 、2 m/s9、碳膜湿度片是通过测量元件的（）来确定空气的相对湿度。
A、电容值B、电压值C、电阻值D、电流值10、影响高分子薄膜湿敏电容滞后系数最主要的因素是（）。
A、电容表面的金属镀层的工艺特性B、表面电极的厚度C、污染物的贴附D、多谐波振荡器的功率11、在现代湿度测量中（）是唯一用来测量快速脉动的方法。
测量温湿度的两种方法测量结果分析
19. 3 21. 2
19. 5 18. 3
23. 5 22. 0
17. 6 18. 8 18. 3
19. 9 21. 8 22. 6
18. 0 18. 3
22. 5 22. 8
18. 4 20. 3
20. 6 23. 3
20. 6 21. 9
24. 4 25. 4
22. 9 22. 4
25. 4 24. 7
85
97
78
92
78
19. 4
87
22. 1
85
94
81
90
83
23. 5
86
23. 8
91
93
81
96
86
23. 2
86
22. 4
86
94
77
93
76
20. 4
88
19. 5
88
92
84
94
85
20. 0
85
18. 0
94
93
76
98
85
16. 0
90
18. 0
85
95
85
92
82
16. 0
71
15. 6
由表 1 中数据生成两组数列: 人工监测日平均 温度 x 和自动站监测日平均温度 y 。
x : { 24. 6, 21. 6 , 22. 0, 21. 9, 24. 4, 24. 7, 25. 5, 25. 6, 24. 9, 22. 1, 22. 8, 22. 8, 21. 0, 18. 2, 19. 4, 19. 4, 18. 4, 17. 5, 18. 9, 18. 1, 18. 0, 17. 8, 18. 5, 20. 6, 20. 8, 21. 9, 22. 9, 22. 2, 19. 4, 20. 5, 21. 2}
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A值存在以下现象： （1）A值随风速变化大，风速增加，A迅速减小；但
是V>2m/s时，A基本不变； （2）不同类型的温度表A值有差异，但是在风速高的
时候，差异小； （3）元件的特征尺度d越小，A值越小，A值风速的变 化也越小。
Wylie ard lalas(1981)，WMO 采A 用 6 .1 0 1 0 4 ~ ~ 6 .2 5 1 0 4
•实用文档
6.相对湿度
压力为P、温度为T的湿空气，其水汽压 e 与 水面饱和水
汽压 的e s比w 值的百分数。
Uw
100( e 100 esw
)P,T
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7.露点温度(Td )、霜点温度(Tf)
Td定义：T、γ的湿空气，P不变，降温至Td
使其对水面饱和时的温度
(P,T ) 1 sw ( P, Td )
P
其中，Xv为水汽的相对摩尔分数
Xv
nv nv na
其中：nv
mv Mv
,na
ma Ma
Xv
mv /Mv
mv /Mv ma/Ma
Xv
0.62198
(3.5)
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5.饱和水汽压
水面饱和水汽压e
s
：固定气压、温饱和水汽压 e s：i 固定气压、温度下，纯冰面达
变为： ees(tw)A p(1h h R)(ttw)
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实际的干湿表系数
A' A(1 hR ) h
Monteith 提出：
A' A vnd1n A
根据n=0.5，即实际A´的相对误差与风速的二次方根成 反比，与湿球的直径的二次方根成正比。
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三、湿球结冰时的湿度计算公式
湿球结冰时，湿球的冰面直接升华成水汽。冰的升华损失 的热量与对流热交换相互平衡。
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测量原理
MCSew(tw)e
P
Q 1M LLCSew P (tw)e
Q2 hcS(ttw)
C : 水汽扩散系数
e w : 湿球表面饱和水汽压
e : 实际水汽压 P : 大气压 M : 蒸发水量 S：湿球球部表面积
L : 蒸发潜热 Q1: 蒸发消耗热量
hc : 对流热交换系数 S : 热交换面积，即湿球球部表面积 Q2：热传导
到气固平衡时的水汽压
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世界气象组织(WMO)1966年推荐戈夫-格雷奇(Goff-Gratch)公 式：
(1)纯水表面lg饱ew和水1汽0压.7的95对7数4(为1（TT01-)1005℃.0）2800
lg
T T1
8.2969lg( T 1)
1.150475104[110
] T1
0.42873103[104.76955(1TT1 )1] 0.78614
e e s i(tw ) A ip (t tw )
由上述关于A值的公式可知： ALw1 (tw)h C c,Ai Li(1tw)h C c
则： Ai Lw(tw)597.30.882 A Li(tw) 677.3
式中Lw(tw)为水蒸发潜热；Li(tw)为冰升华潜热。
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四、干湿球温度表的测湿精度 （P136，图6.9）
玻璃温度表的读数可估读到±0.1C； 对相对湿度产生的误差为： 15C时，误差约2%； -15C时，误差约20 %。
我国规范规定：-10C以下停止使用干湿球温度表。
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毛发湿度表
▪ 利用脱脂人发具有空 气潮湿时伸长，干燥 时缩短的特性，制成 毛发湿度表或湿度自 记仪器。 湿度从 0~100% 时，毛发伸 长2.5% 伸长量与湿 度变化成正比。
Tf定义：T、γ的湿空气，P不变，降温至Tf
使其对冰面饱和时的温度
(P,T )
1
si ( P , T f )
•实用文档
另外，可导出以下常用关系式:
绝对湿度
216.6e p
比湿
q=0.622e p
混合比 =0.622pe-e
(当e用hpa表示,为g/m3)
(g/ g) (g/ g)
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常用湿度测量方法
• 称量法 • 热力学法（干湿法） • 吸湿法（毛发、肠衣、湿敏电阻、湿敏电容
） • 凝结法（露点仪） • 光学法（红外、微波湿度计）
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3.2 干湿球湿度表
• 用一对并列装置的、 形状完全相同的温 度表
– 一支测气温，称干 球温度表
– 另一支包有保持浸 透蒸馏水的脱脂纱 布，称湿球温度表。
湿空气中水汽质量为MV，干空气质量为
Ma：
mv ma
(3.1)
2.比湿q，湿空气中水汽质量与湿空气总质量之比
q mv mv ma
(3.2)
3.绝对湿度ρv,单位体积的湿空气中所含的水汽,
即:水汽密度、水汽浓度
v
mv V
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(3.3)
4.水汽压
e'
XvP0.622P
(3.4)
e' 0.622
湿度的测量
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本章要求
• 掌握大气湿度测量仪器的基本原理和特点
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主要内容
• 湿度参数的定义 • 干湿球湿度表 • 毛发湿度表 • 露点测定法 • 电学湿度表 • 光学湿度计 • 湿度的控制和检定
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3.1 湿度参数的定义
湿度：表示空气中水汽含量或干湿程度的物理量。
1.混合比γ
Q1 Q2
LCSew P (tw)ehcS(ttw)
设
A hc LC
eew(•实t用文w 档 )A P (ttw)
2、干湿表系数A值的特性
一、影响A值的因子 利用干湿表方程计算湿度的主要问题是确定干湿表系数A值。
从定义可知，A值由热扩散系数hc和水汽扩散系数C觉定，这 两者都是通风速度的函数，所以，A值必然与风速有关。 书，P134，图6.8
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二、湿球温度表与空气之间的热交换特性
湿球温度表与空气之间的辐射热交换为：
Q R 4T w 3 (T T w ) h R (T T w )
考虑到整个湿球温度表的热交换过程是在蒸发 消耗潜热与辐射热交换和对流热交换之间平衡， 即：
Q Q R(hh R )(T T w )
对流热交换 辐射热交换 对流、辐射热交换系数
式中T1 为水的三相点温度,等于273.16(K); T为大气绝对温度(K). •实用文档
(2).冰面的饱和水汽压对数（0- -100℃） lg e i 9 .0 9 6 8 5 ( T T 1 1 ) 3 .5 6 6 5 4 lg T T 1 0 .8 7 6 8 2 ( 1 T T 1 ) 0 .7 8 6 1 4 式中T1 为水的三相点温度,等于273.16(K); T为大气绝对温度(K).