输入温度和相对湿度(或任一已知量),一次性算出露点、霜点、ppm、
绝对湿度、混合比、水气压、湿球温度。
饱和压取自 IAPWS-95 (Wagner & Pruß 2002)——
国际水汽性质协会标准公式,不是查表插值。
三相点以上用 IAPWS-95(Wagner & Pruß 2002):
ln(pws/pc) = (Tc/T) · (n₁θ + n₂θ1.5 + n₃θ³ + n₄θ3.5 + n₅θ⁴ + n₆θ7.5)
θ = 1 − T/Tc,Tc = 647.096 K,pc = 22.064 MPa
n₁ = −7.85951783,n₂ = 1.84408259,n₃ = −11.7866497
n₄ = 22.6807411,n₅ = −15.9618719,n₆ = 1.80122502
三相点以下(过冷水与冰)用 Murphy & Koop (2005):
冰面:ln e = 9.550426 − 5723.265/T + 3.53068·lnT − 0.00728332·T
过冷水:ln e = 54.842763 − 6763.22/T − 4.21·lnT + 0.000367·T
+ tanh[0.0415(T−218.8)]·(53.878 − 1331.22/T − 9.44523·lnT + 0.014025·T)
| 量 | 公式 |
|---|---|
| 水汽分压 Pw | = %RH / 100 × pws(分母恒为过水面) |
| 相对湿度 | = Pw / pws × 100% |
| 露点 / 霜点 | 解 pws(T) = Pw,二分法 80 次迭代 |
| 绝对湿度 | = 216.679 × Pw[hPa] / T[K] (g/m³) |
| 混合比 W | = ε × Pw / (p − Pw),ε = M水/M气 |
| 体积比 ppmv | = Pw / (p − Pw) × 10⁶ |
| 质量比 ppmw | = (M水/M气) × ppmv |
| 含水量 | 绝对湿度折算到 101325 Pa / 0 °C |
这是最容易搞错的一点。相对湿度的分母永远是过水面的饱和压, 即使在 0 °C 以下也不例外。所以对冰饱和时的 %RH 会低于 100%:
−20 °C 对冰饱和:Pw = 103.25 Pa,过水面 pws = 125.60 Pa → %RH = 82.2%
本工具实测 82.27%,与 Vaisala 官方文档给出的 82.2% 一致
(仅引用其公开数据做交叉验证,与该公司无任何关系)。
露点/霜点的求解才切冰面——所以同一温度下
霜点(对冰)会高于露点(对过冷水)。