氣象儀器系列(二):濕度計

近日天氣乾燥,香港各區相對濕度跌至百分之二十以下。相對濕度是如何量度的?

濕度是空氣中水汽量多寡的指標,濕度愈大表示空氣中水汽量愈多。在固定氣溫下,空氣所能容納的水汽量是有上限的,此上限稱為飽和水汽量,當水汽量到達上限後,多餘的水汽便會凝結為水滴。

濕度可以分為絕對濕度(absolute humidity)和相對濕度(relative humidity),前者是指單位體積內水汽的重量,一般單位為克/立方米。後者是指空氣中水汽量與相同氣溫及氣壓下飽和水汽量之比,一般以百分比表示。電視台天氣報告中之濕度就是相對濕度。過高及過低之相對濕度都會令人感到不適,一般以40-70%最為理想。

量度相對濕度可以利用濕度計。市面上常見的濕度計有毛髮(指針)濕度計、乾濕球濕度計、及電子(電阻或電容式)濕度計。

毛髮濕度計:由於人或動物的毛髮在濕度變化時會產生伸縮,將一束經過脫脂處理的毛髮固定於一端,當濕度變化時,另一端長度改變並帶動指針顯示濕度。

乾濕球濕度計:利用兩個電阻式溫度傳感器,一個測量乾球溫度,一個外面包著濕紗布測量濕球溫度。根據乾球溫度與濕球溫度的差,將電子信號放大,並轉換為濕度讀數。由於測量濕球溫度需要使用水,所以乾濕球濕度計只能在0oC以上環境下運作。

電子濕度計:利用吸濕性高之金屬鹽(例如氯化鋰、氯化鈣)的電阻隨濕度變化製成。當天氣潮濕時,金屬鹽中水份增加、電阻減少;相反當天氣乾燥時,金屬鹽中水份減少、電阻增大。利用電阻變化轉換為濕度讀數。

一般而言,乾濕球濕度計最為準確,電子濕度計準確性亦不差(誤差在5%以內),而毛髮濕度計在40-70%時準確性不俗,但在極乾燥或潮濕的情況下,誤差會較大,有時可能超過10%。

我們可以自行利用兩枝溫度計測量乾球溫度及濕球溫度,利用下圖找出相對濕度。方法是先選定代表濕球溫度之顏色線(需要時可插值),然後在x軸向上找出乾球溫度與顏色線之相交點,相交點之 y 軸數值就是相對濕度。

rh
(圖片來源:The Engineering Toolbox)

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *