1、【实习目的】 通过实习掌握百叶箱干湿表使用及测定测量空气湿度方法百叶箱干湿表测定空气湿度【实习仪器】 百叶箱干湿表【实习内容】百叶箱干湿表使用及测定湿度的方法。一、空气湿度的观测 空气湿度是反映空气中水汽含量的多少或潮湿程度的物理量，它是基本的气象要素之一，也是气象、农业、林业、生态、环境等众多学科中普遍使用的反映空气状态的重要指标。 常用的湿度参量主要有水汽压、相对湿度、饱和差、露点温度等。水汽压是指空气中水汽的分压强；相对湿度是指空气的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的百分比值；饱和差是指同温度下的饱和水汽压与空气的实际水汽压的差值；露点温度是指空气按等压过程冷却达到饱和时的温度。（一）测
2、湿方法和测湿仪器 测量空气湿度的方法主要有热力学方法测湿、吸湿性物质尺度变化测湿、电学方法测湿、光学及微波方法测湿、凝结法测湿、称重法测湿等。 热力学方法测湿又称干湿表法，采用干、湿球温度表作为测湿元件，利用其水分蒸发潜热交换消耗的热量与空气流体运动热交换补充的热量之间的平衡来测量并查算空气湿度，此类仪器主要有百叶箱干湿表、通风干湿表、遥测通风干湿表及遥测通风干湿球传感器等。 吸湿性物质尺度变化测湿采用毛发、肠膜等吸湿性有机物质作为测湿元件，利用其吸湿后长度或体积的变化来测量空气湿度，此类仪器主要有毛发湿度表、毛发湿度计等。 电学方法测湿采用吸湿性较好的无机盐（氯化锂等）或有机高分子聚合物（羟
3、乙基纤维素、聚丙烯酰胺等）作为感湿材料，利用其吸湿后导致的电阻或电容的变化来测量空气湿度，此类仪器主要有氯化锂湿度仪、湿敏电阻湿度仪、湿敏电容湿度仪及传感器等。 光学及微波方法测湿利用空气中水汽含量变化所导致的吸收光谱或折射系数的变化来测量空气湿度，此类仪器主要有红外湿度仪、微波折射仪等。 凝结法测湿是通过等压降温，使空气中的水汽在金属镜面发生凝结来获得露点温度，此类仪器称为露点仪。称重法测湿又称为绝对法测湿，通过称量出空气样本除湿前后的质量来测量空气湿度，此为实验室测量湿度的标准方法。称重法和凝结法尽管精度高，但操作繁琐耗时，不用在实际的环境测量中。 以下主要介绍在常规地面气象观测及其它空气
4、温度观测中广泛使用的百叶箱干湿表、通风干湿表、毛发湿度表和毛发湿度计的构造原理及使用方法。（二）百叶箱干湿表 利用干湿表法测量空气湿度的仪器是干湿球温度表，简称干湿表，百叶箱干湿表安装在小百叶箱中，用于测量1.5m高度的空气温湿度。百叶箱干湿表由两支型号完全一样的温度表组成，一支称为干球温度表，简称干球，用于测量空气温度，另一支称为湿球温度表，简称湿球，湿球的感应球部包扎着纱布，纱布的下部浸到一个带盖的小水杯内，杯中盛蒸馏水，使湿球的感应球部保持湿润状态。如图3-1所示。 在空气未饱和时，湿球纱布水分蒸发，蒸发消耗的热量直接来自湿球温度表的感应球部及球部周围的空气，因此湿球温度表的示数低于干球
5、温度表的示数，其差值称为干湿差。空气湿度越小，湿球纱布水分蒸发越快，消耗的热量越多，干湿差越大；反之，干湿差就越小。因此，根据干湿球温度表的示数，通过计算或查表，可以得到相应的各种空气湿度参量的数值。 百叶箱干湿表安装在小百叶箱中，干球温度表和湿球温度表垂直悬挂在温度表支架的两侧，感应球部向下，干球温度表在东侧，湿球温度表在西侧，感应球部距地面1.5m高。湿球温度表感应球部包扎一条纱布，纱布的下部浸到一个带盖的小水杯内，杯中盛蒸馏水，杯口距湿球感应球部约3cm。如图3-1所示图3-1 百叶箱干湿表的安装及湿球纱布的包扎 为了保证湿球纱布处于良好的蒸发状态，必须使纱布保持清洁、柔软和湿润，浸湿纱
6、布所用的水要求用蒸馏水。湿球纱布应经常更换，一般每周一次，如遇沙尘等天气使纱布明显沾有灰尘时，应立即更换。 更换及包扎湿球纱布的方法为：取下湿球温度表，解下旧纱布，用清洁的水将感应球部洗净；取新的长约10cm的脱脂纱布，在蒸馏水中浸湿；将纱布服贴无皱折地包卷在感应球部上，纱布在感应球部上的重叠部分应尽可能较少，不要超过球部圆周的1/4，纱布一端大致与感应球部的上部相齐，另一端垂在球部下边；先用纱线扎紧纱布的上端，再用纱线将球部下边的纱布在紧靠球部处扎好，使纱布紧贴球部，但不得过紧，以免纱布吸水不良，影响湿球的湿润；最后将更换好新纱布的湿球温度表安放回温度表支架上。 在寒冷季节，当气温达到0或0
7、以下时，湿球可能结冰，为保持湿球的正常蒸发，应将湿球纱布在感应球部以下23mm处剪除，并将湿球温度表下的水杯拿回室内。在进行观测前须先进行湿球溶冰，将湿球感应球部浸入从室内带来的水杯里，水温应和室内温度相近，使纱布充分浸透，冰层逐渐溶化，待纱布上的冰完全溶化后把水杯移开，移开时用杯沿将聚集在纱布下端的水滴除去。判断冰层是否完全溶化，可从湿球温度表示数的变化看出，如果示数很快上升到0，稍停一会再向上升，就表示冰已溶化。溶冰时间的长短，对湿球温度示数有很大的影响，必须根据不同情况来灵活把握，当湿度、风速正常时，在观测前30分钟左右进行；湿度很小，风速很大时，在观测前20分钟内进行；湿度很大，风速很
8、小时，要在观测前50分钟左右进行。在规定的观测时间内，待湿球示数稳定后进行读数和记录，读数时应注意湿球纱布是否再冻结，如已冻结，应在湿球读数记录的右上角标记结冰符号“B”。当气温达到-10以下时，则不能使用干湿表来测量空气湿度，此时改用毛发湿度表来测量空气湿度。（三）空气湿度查算方法1利用干湿表的测湿公式计算空气湿度 根据湿球感应球部水分蒸发潜热交换消耗的热量与空气流体运动热交换补充的热量之间的平衡，可以推导出干湿表的测湿公式。干湿表的测湿公式为:式中：e为实际水汽压（hPa）；E为湿球温度t下的饱和水汽压（hPa），可用湿球温度t由饱和水汽压表中查出；A为干湿表的测湿系数（-1），取决于通风
9、速度和温度表感应球部的形状，实际中使用的干湿表的测湿系数见表3-1；P为大气压强（hPa），由气压表测量，实际计算中通常取P=1000 hPa；t为干球温度（），由干球温度表得到；t为湿球温度（），由湿球温度表得到；t-t称为干湿差，即干球、湿球温度之差，实际中常以t表示。干湿表型号湿球未结冰湿球结冰百叶箱干湿表（球状感应球部，自然通风s-1）0.0008570.000756百叶箱干湿表（柱状感应球部，自然通风s-1）0.0008150.000719通风干湿表（机械通风s-1）0.0006620.000584百叶箱遥测通风干湿球传感器（电动通风s-1）0.0006670.000588表3-1 干湿表的测湿系数A的取值（-1） 实际中通常还要进一步计算出相对湿度和饱和差。 相对湿度：r=e/E100% 饱和差：d=E-e 式中：e为空气的实际水汽压（hPa）；E为干球温度t对应的饱和水汽压（hPa），可用干球温度t由饱和水汽压表中查出。例1：某次观测时，百叶箱中干球温度为15.7，湿球温度为14.1，气压为1000 hPa，干湿表的测湿系数A=0.000857-1，求水汽压、相对湿度和饱和差。 由饱和水汽压表中查得干球温度t对应的饱和水汽压E=17.8 hPa，湿球温度t 对应的饱和水汽压E=16.1 hPa，代入干湿表的测湿公式：
