本文章是科普性质文章,将从以下三个方面来主要叙述露点,什么是露点,如何计算露点,露点有什么用,来详细介绍露点。
一、什么是露点?
露点,又称露点温度(Dew point temperature),在气象学中是指:在空气中水汽含量不变,保持气压一定的情况下,使空气冷却达到饱和时的温度称为露点温度,单位用℃或℉表示。实际上也就是水蒸汽与水达到平衡状态的温度。
实际温度与露点温度之差表示空气距离饱和的程度。
实际温度 > 露点温度,空气未饱和
实际温度 = 露点温度,空气已饱和
实际温度 < 露点温度,空气过饱和
当露点降到冰点以下,此时从空气中析出的水汽并不会结成液态水,而是直接凝固成固态的冰,微细的冰粒沾在其他物体的表面上形成霜,这时的露点亦会被称为霜点,一般把0℃以上称为“露点”,把0℃以下称为“霜点”。
露点与另一个常见湿度指标——相对湿度存在密切的数学和物理关系。当相对湿度升高时,空气中的水汽含量增加,导致露点会逐渐接近当前气温;当相对湿度达到100%这个饱和状态时,空气中的水汽含量达到最大值,此时露点温度与气温完全一致,形成典型的结露条件。
例如,在清晨时分,随着夜间气温下降,相对湿度逐渐升高,当气温降至露点温度时,草叶上就会出现露珠。反之,若露点温度保持不变(即空气中水汽含量不变),当白天气温升高时,由于空气容纳水汽的能力增强,相对湿度就会相应降低——这就是为什么夏季午后虽然露点可能很高,但相对湿度显示却很干燥的原因。
由于露点同时受气温和相对湿度的双重影响:
气温影响:空气温度变化会改变其饱和水汽压相对湿度影响:直接反映当前水汽含量与饱和状态的比值
这使得自然界中的露点始终处于动态变化之中。在气象预报中,专业人士常将露点作为判断空气潮湿程度的核心指标,特别是在航空、农业等领域,露点数据比相对湿度更能直观反映人体舒适度和设备结露风险。露点与另一个常见湿度指标——相对湿度密切相关。当相对湿度升高时,露点会逐渐接近气温;当相对湿度达到100%时,露点与气温完全一致。若露点保持不变,相对湿度会随气温升高而降低。由于露点同时受气温和相对湿度的影响,因此自然界中的露点始终处于动态变化之中。
二、如何计算露点?
这里只举出一种方法,利用干球温度和相对湿度直接计算。根据相对湿度和干球温度直接计算露点温度,公式为:
其中,A=0.1980,B=0.0017,C=0.8400,均为系数;Td为露点温度(℃);t为干球温度(℃);U为相对湿度(%)。
三、露点有什么用?
(1)对人体的影响:
高露点:
在高露点时,人体确实会感到明显不适,这主要是由于以下几个因素的综合作用:
1.气温与体感温度的关系:
当露点温度超过20℃时,人体就会开始感到不适在露点温度达到25℃以上的湿热天气中,体感温度往往比实际气温高出5-10℃例如:当气温32℃、露点26℃时,体感温度可达38℃左右
2.出汗机制受阻:
正常情况下,人体通过汗液蒸发带走约80%的多余热量高露点常伴随高相对湿度(通常超过70%),空气中水蒸气接近饱和在这种环境下,汗液难以蒸发,导致皮肤表面形成"汗膜"、核心体温升高、热调节系统超负荷工作
3. 典型不适症状:
轻度:皮肤黏腻、呼吸不畅、疲劳感增加中度:头晕目眩、注意力下降、运动能力降低重度:热痉挛、热衰竭(常见于持续暴露2-3小时)
4.易受影响人群:
老年人(体温调节功能衰退)儿童(体表面积/体重比大)慢性病患者(心血管或呼吸系统疾病患者)户外工作者(建筑工人、农民等)
5.实际案例:
2021年芝加哥热浪期间,露点持续在25℃以上,导致急诊就诊量增加40%新加坡常年平均露点24-26℃,当地建筑普遍采用高通风设计应对
6. 防护建议:
穿着透气速干的浅色衣物每小时补充200-300ml含电解质饮品避免11:00-15:00的户外活动使用除湿机保持室内湿度在50-60%之间
这种天气条件下,人体需要消耗更多能量来维持正常体温,这也是为什么在热带潮湿气候地区,人们的日常活动节奏往往较为缓慢的原因。
低露点:
低露点时气温或者相对湿度会较低,这两项气象因素都会影响人体的热舒适度。具体来说:
气温较低时(通常在18-26℃之间),人体通过皮肤表面与空气的自然对流就能有效散热,不会感到闷热不适。
相对湿度较低时(理想范围在40%-60%),汗液更容易蒸发。蒸发是人体最重要的散热方式之一,当空气湿度较低时,汗液蒸发速度加快,会带走更多体表热量,从而让人感觉凉爽舒适。
实际应用场景:
在夏季空调房内,保持适度的低湿度(约50%)可以让26℃的室温感觉比实际更凉爽沙漠地区虽然白天温度很高,但由于极低的湿度(常在20%以下),汗液快速蒸发使体感温度比实际温度低5-10℃运动场所通常会控制湿度,因为剧烈运动时人体产热增加,需要更高效的汗液蒸发来散热
极端情况:
湿度过低(<30%)可能导致皮肤和呼吸道干燥不适温度过低(<18℃)即使湿度合适也会让人感觉寒冷
综合来看,当露点温度在10-16℃范围内时,通常能提供最佳的人体舒适度,这个区间既保证了合适的蒸发散热效率,又不会让人感觉过于干燥或寒冷。低露点时气温或者相对湿度会较低,任何一项都可令人体有效地散热,因而比较舒适。
(2)工业上的应用:
(1)露点的工业应用广泛而多样。在许多行业中,测量空气或其他气体的露点以确保环境安全并适合手头的任务非常重要。例如,
在食品工业中,测量空气的露点以确保食品不会因冷凝而变质非常重要,在制药行业,测量空气的露点以确保环境适合药品生产非常重要。在汽车工业中,测量空气的露点以确保环境适合汽车生产非常重要。在建筑行业中,测量空气的露点以确保环境适合建筑物的建造非常重要。
(2)露点是制冷和空调系统中的一个重要因素。它是空气中的水蒸气凝结成液态水的温度。当空气温度降至露点以下时,就会发生冷凝,这可能会导致系统出现问题。例如:
如果露点太高,蒸发器盘管会形成冷凝水,导致腐蚀和其他问题。如果露点太低,空气可能无法保持足够的水分,导致空气干燥和不舒服的环境。
(3) 测量压缩空气系统中的露点是确保空气质量的重要组成部分。露点是空气中水蒸气饱和的温度,空气的任何进一步冷却都会导致冷凝形成。为了测量露点,使用湿度计测量空气的相对湿度。然后使用湿度计计算露点温度。该计算基于空气的温度和相对湿度,以及给定温度下水的饱和蒸汽压。了解露点温度对于确保空气不结露很重要,结露会导致系统腐蚀和其他损坏。
(4)露点是发电的一个重要因素,因为它会影响过程的效率。当露点高时,空气更潮湿,这会导致电厂冷却表面出现冷凝。这种冷凝会导致腐蚀和其他问题,从而降低发电厂的效率。为防止这种情况,发电厂使用露点传感器来监测空气中的湿度水平并相应地调整冷却系统。这有助于确保发电厂以最高效的水平运行。
(3)农业上的应用:
(1)露点用于测量空气中的水分含量,因为它可以帮助他们确定给作物浇水的最佳时间。通过了解露点,农民可以确保他们的作物获得适量的水分,这可以帮助他们最大限度地提高产量。
(2)露点是影响作物生长发育的重要因素。它是空气中水蒸气饱和的温度,当空气温度下降到露点时,水蒸气凝结成液态水。这种冷凝会对作物造成损害,因为它会导致霉菌和霉菌的生长,从而降低作物产量。
(3)土壤水分含量通常通过确定露点来测量。这是通过测量土壤中空气的温度和相对湿度来完成的。露点是空气中水蒸气饱和并开始形成冷凝的温度。露点越高,土壤中的水分含量越高。通过测量露点,可以确定土壤中的水分含量和土壤可以容纳的水量。
(4)露点是植物病原体传播的重要因素。当露点高时,空气中的水分更加饱和,可以为植物病原体的生长和传播创造理想的环境。高湿度还会增加真菌和细菌疾病以及虫害的风险。
解决方法:控制温室中的露点是保持最佳生长条件的重要因素。控制露点最有效的方法之一是使用除湿机。该设备的工作原理是从温室中吸入空气并将其通过冷藏盘管。当空气通过盘管时,空气中的水分会凝结并收集在储液器中。这个过程降低了温室中的湿度,从而降低了露点。