相对湿度与露点

同一间屋子，夜间降温后湿度计读数升高，却没有人往里面加水。这并不矛盾：相对湿度同时依赖水汽状况与温度。要把它读明白，需要先把“水汽多少”与“离饱和多远”分开。

饱和是一种动态平衡

水汽（water vapor）是气态水。水汽压（vapor pressure）$e$是水汽对总气压贡献的分压（partial pressure），常用hPa。饱和水汽压（saturation vapor pressure）$e_s(T)$描述在给定温度下，水汽与平坦纯水表面达到相平衡时的水汽压。即使处于平衡，水分子仍可来回交换；只是宏观上蒸发与凝结相抵。

相对湿度（relative humidity，RH）的定义是：

$$\mathrm{RH}=100\frac{e}{e_s(T)}\mathrm{\%}$$

分子与分母使用相同单位，比例本身没有单位。温度升高时，水面饱和水汽压增大；在实际水汽压不变的对照中，RH因此降低。这个关系来自水的相平衡，不能解释成空气像容器一样“还有多少空位”。NWS：湿度的定义与测量

露点把水汽状况写成温度

露点温度（dew-point temperature）$T_d$是保持压力与水汽含量不变时，把空气冷却到对液态水饱和所需达到的温度。因此 $e=e_s(T_d)$。露点不是另一台温度计测到的普通气温；它是由水汽状态决定的温度指标。在同样总气压下，露点越高，通常表示水汽越多。

若实际气温$T$等于$T_d$，水面RH为100%；若$T$高于$T_d$，未达到这种饱和。出现饱和仍不意味着地面立刻下雨，还需云滴或冰晶形成、增长及下落等过程。NWS：露点与相对湿度

如果要直接比较质量比例，可以使用比湿（specific humidity）：水汽质量除以湿空气总质量，常以g/kg表示。它与RH不是同一变量；从露点换算比湿还需要总气压，不能只改单位名称。

一组可以复算的数值

实验使用水面马格努斯近似（Magnus approximation）：

$$e_s(T)=6.112\exp \left(\frac{17.62T}{243.12+T}\right)\mathrm{hPa}$$

此经验式中的$T$特指摄氏数值，常数按摄氏温标配套；不要在这里机械地换成K。$\exp$是指数函数，不是另一个待输入的水汽压。实验限制在0至35°C，并省略空气中水汽的微小增强因子修正；冰面饱和与霜点不能原样套用这个水面版本。WMO 湿度测量公式，NWS 托管

取$T=25$°C、$T_d=15$°C，$e_s(T)$约31.60 hPa，$e$约17.02 hPa，RH约54%。保持露点15°C，将气温降到20°C，RH升到约73%；降到15°C，RH达到100%。这是控制条件下的计算，真实夜间也可能发生水汽平流、混合和凝结。

交互实验 · INTERACTIVE MODEL

降温为何提高相对湿度

固定露点就是固定这个近似模型中的实际水汽分压。

气温 T（不得低于露点）

25 °C

15 °C 35 °C

露点 Tᵈ（不得高于气温）

15 °C

0 °C 25 °C

小屏可在图表内横向滑动，查看完整坐标与图例。

饱和水汽压 eₛ(T)实际水汽压 e（固定露点）

相对湿度 RH

53.8 %

实际水汽压 e

17.02 hPa

饱和水汽压 eₛ

31.60 hPa

露点 Tᵈ

15.0 °C

试一试 · Observe

保持露点 15°C，将气温从 30°C 降到 15°C；留意哪条压力读数不变，以及 RH 何时达到 100%。

公式、单位与建模假设

eₛ(T) ≈ 6.112 exp[17.62 T / (243.12 + T)] hPa

e = eₛ(Tᵈ)；RH = 100 × e / eₛ(T) %

T：气温 temperature，°C；Tᵈ：露点 dew point，°C；e：实际水汽压 vapor pressure，hPa；eₛ：饱和水汽压 saturation vapor pressure，hPa；RH：相对湿度 relative humidity，%。

仅演示 0–35°C、水面饱和的 Magnus 近似。固定露点降温时 e 不变，eₛ 下降，RH 上升；气温滑条到露点即止。继续冷却涉及凝结，不在本模型中。空气不是一个盛水容器。

全部计算在浏览器本地进行 · 固定规则可重复 · 无外部数据请求

查看模型源码（进阶选读）

直接读取本实验使用的纯函数模块，包含单位转换、输入范围和合成数据公式。

正在读取源码…

先固定露点，只把气温逐渐调低到露点。注意实际水汽压没有增加，变化的是分母。实验在气温与露点相等处停止这条未凝结路径，不继续模拟过饱和或凝结后的水量变化。

常见误解： 低温下90% RH未必比高温下60% RH拥有更多水汽。也不能只用RH评价人的体感，温度、风与辐射环境同样重要。

自检：数字大的一定更湿吗

甲地10°C、RH为100%；乙地25°C、RH约54%、露点约15°C。哪一地实际水汽压更大？为何甲地的RH更高？

展开答案

甲地约12.26 hPa，乙地约17.02 hPa，所以乙地实际水汽压更大。甲地气温低，其水面饱和水汽压也低，已达到相应温度下的饱和。RH描述相对饱和程度，不能脱离温度单独排序水汽多少。

继续：蒸发、凝结与潜热。