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《自我预防哮喘和过敏性鼻炎（自我防喘法）》（34） 第四章 粘纤系统的一般规律 第一节 湿度与温度的关系 在讨论粘纤系统的规律之前，我们先来讨论湿度与温度的关系。 湿度是表示空气的干湿程度的物理量。空气的干湿程度和单位体积的空气里所含水蒸汽的多少有关，我们把单位体积空气中所含水蒸汽的质量叫做空气的绝对湿度。除了绝对湿度，空气的湿度还有多种表示方式，例如相对湿度。 我们都知道，水有三种形态：固态、液态和气态。一般情形下，温度超过摄氏一百度，水蒸发为水蒸汽，成为气态；温度低于零度，水凝结为冰，成为固态；在零度至一百度之间，水为液态。然而，温度低于摄氏一百度，有少量的水蒸发为水蒸汽，由液态或固态转变为气态。 水蒸汽的数量与温度有较大关联。从热力学研究的角度，温度是分子平均动能的标志。气体中的所有物质都在作杂乱无章的热运动，包括水蒸汽。温度高，水蒸汽的动能高，其运动速度就高；反之，温度低，其运动速度就低。在液态水的表面，有些水蒸汽落入水中，成为液态水；有些水分子获得能量，脱离液体，成为水蒸汽，进入空气中。从微观的角度，许多水分子处于液态与气态的转换之中。从宏观统计的角度，当水分子由液态转为气态的数量多，绝对湿度上升；反之，绝对湿度下降。 我们来看一个典型的实验。在一个密闭的容器里，下面有一层水，上面是空气。假设，温度保持恒定，一段时间后，水分子两种状态变换的数量将相等。我们称空气湿度呈饱和状态，称该绝对湿度为饱和湿度。饱和湿度是在某一温度下空气中所能容纳水汽量的最大限度。在忽略其他因素的前提下，饱和湿度为一组与温度对应的常数。接下来，我们把温度提高，再保持恒定。这时，由于能量的提高，水分子由液态转为气态的数量增多，空气中的水蒸汽增加。随着水蒸汽的增加，水分子由气态转为液态的数量增多。一段时间后，水分子两种状态变换的数量再次相等，再次呈饱和状态。反之，我们把温度降低，再保持恒定。这时，由于能量的降低，水蒸汽或落入水中，或凝结成水滴，空气中的水蒸汽将减少，很快，水分子两种状态变换的数量再次相等，再次呈饱和状态。 该实验有三个条件：一是有限的密闭的气体空间，二是有足够的水，三是水与空气之间有相对足够的接触面积。我们将这三个条件称为饱和三要素。当这三个条件满足时，一段时间恒温以后，便可呈现湿度饱和的状态。 然而，自然界中饱和三要素很难满足，绝大多数绝对湿度都低于饱和湿度，因而人们用相对湿度表示湿度。相对湿度是指在同一温度下，绝对湿度与饱和湿度的百分比。我们可以由相对湿度计算出绝对湿度。先查该温度的空气饱和水蒸气量，再乘以相对湿度的百分比，就得到绝对湿度的数值。例如计算摄氏30度时50%相对湿度的绝对湿度。摄氏30度空气的饱和水蒸气量为30.1克/立方米，乘以0.5，约为15.05克/立方米。再例如计算摄氏10度时60%相对湿度的绝对湿度。摄氏10度空气的饱和水蒸气量为9.4克/立方米，乘以0.6，约为5.64克/立方米。 最接近饱和三要素的要数海洋大气。虽然，大气空间是无限的、开放的，第一个条件不满足。然而，后两个条件都满足，无限量的水和无限的接触面积在一定程度上弥补了第一个条件的不足。所以，海洋大气的绝对湿度接近饱和湿度。或者说，海洋大气的相对湿度最高。当温度升高，对应的饱和湿度升高，空气湿度紧跟着升高；当温度降低，空气中的水蒸汽很快达到饱和状态，并开始液化成水，形成雨滴。所以，海洋气候经常下雨。我国的海南岛就是典型的海洋气候，稍有降温便会下雨，相对湿度高，衣服晾晒三天都干不了。 我们将温度下降中空气中的水蒸汽达到饱和状态时液化成水的现象称为结露，水蒸汽开始液化成水的温度叫做露点温度，简称露点。 在自然界中，许多气候环境饱和三要素都不能满足，尤其是沙漠气候。由于缺少水，没有水蒸汽的补充，即使白天温度很高，绝对湿度仍然很低；夜晚温度大幅下降，仅有一些露水，不会下雨。 在讨论了两类极端的气候之后，我们来讨论湿度和温度之间有哪些基本的规律。 温度上升是绝对湿度上升的必要条件。温度上升了，动能提高了，绝对湿度才有可能上升，但也有可能不上升。 饱和三要素是绝对温度达到饱和湿度的充分条件。温度上升了，如果满足饱和三要素，绝对湿度必然上升，并达到饱和湿度。饱和三要素的满足程度决定相对湿度的高低。 反之，温度下降是绝对湿度下降的充分条件。特别是温度下降低于露点时，绝对湿度必然快速下降。经常以暴雨、暴雪的极端方式迅速释放多余的水蒸气。 依据湿度与温度的规律我们得到结论：夏天温度最高时，大气绝对湿度可能最高，也可能不高；海洋气候满足饱和三要素较好，大气绝对湿度一定最高。冬天温度最低时，大气绝对湿度一定最低。 湿度与温度的规律同样适用于我们生活中的小环境。例如：浴室基本满足饱和三要素，可以达到饱和湿度。夏天，我们开空调，湿度随着温度降低。冬天，我们将冷空气加热，由于加热过程没有接触到水，饱和三要素不满足，所以非常干燥。 |
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