饱和水汽压计算公式的比较研究

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1、N麟.2003气象水文海洋仪器Dec.2003饱和水汽压计算公式的比较研究罗丽王晓蓄余鹏(解放军理工大学气象学院，南京211101)摘要目前计算饱和水汽压的公式比较多，并且各单位使用的没有统一。本文对经常使用的三个公式进行了比较，讨论了它们各自的优缺点。关键词饱和水汽压实际水汽压湿空气比较1引言目前我国的大多数气象台站仍然采用干湿球温度表测量空气的湿度。干湿球湿度表的全套一起由两支水银温度表组成:一支温度表的球部包扎着纱布，用蒸馏水湿润后，所指示的温度称湿球温度几;另一支温度表用来测量空气温度T，此温度表为千球温度

2、表。干湿表法测湿时，根据公式。=ea。(几)一AP(T一几)得到空气的实际水汽压。其中A称做千湿表系数，可近似取作6.Zxlo一4，尸为气压可用振筒气压仪测得，几和T如上所述可由干湿表测得。、(几)是在几温度下的饱和水汽压，一般从湿度查算表上获得各个温度下的饱和水汽压。所以只有在饱和水汽压准确度得到保障的情况下，我们测量的空气湿度才能有比较高的准确度。从上述中可知，饱和水汽压是计算空气湿度的关键参数，而目前有多个饱和水汽压的计算公式，本文主要针对经常使用的三个公式进行了比较研究。2饱和水汽压公式的比较2.IG0ff

3、一Gratch饱和水汽压公式这是世界气象组织(WMO)1966年推荐使用的饱和水汽压逼近公式，该公式是几十年来世界公认的最准确的公式。即用于计算水平面上的饱和水汽压的(1)式:界.丑_。。_，:=10.75947(1一常)一5.0280019常+1.50475xl0一’LI一10一0.‘”、万一，)〕+J14.2xlo一‘[10‘·，‘”“一哥，一1」+0.78614(1)式中:气，为水面饱和水汽压(hpa);界为水的三相点温度(273.16K);T=273.巧+t，名为温度(℃)，温度的适用范围为一49.9一49

4、.9℃。2.2马格努斯饱和水汽压公式这是国家气象局推荐使用的饱和水汽压计算公式。该公式形式简洁，计算简单，主要用于水面上饱和水汽压的计算即(2)式:es，=eo·10而(2)N麟.2003罗丽等:饱和水汽压计算公式的比较研究式中。。二6.11hPa，是0℃时的饱和水汽压，t是温度，单位为℃。对于水面来说a=7.5，b=237.32.3WM01996饱和水汽压公式wMO在19%年第五版的《气象仪器和观测方法指南》中公布了计算饱和水汽压的最新公式，其在纯水平面时的饱和水汽压、为:e:，=e。·exp【17.62“(24

5、.3+:)](3)式中:汽，为水面饱和水汽压(hpa);t为温度(℃);温度的适用范围为一45一60℃。C心ff一Gratch公式是目前公认的计算饱和水汽压最为准确的公式，自1%6年颁布以来我国一直采用，但是它的计算比较繁琐，而且在已知饱和水汽压的情况下极难求出温度T，因此它在实际应用中受到一定限制。马格努斯公式和WMO19%年推荐的公式形式简单，计算方便，比较容易由饱和水汽压求出温度T。所以说这三个公式各自有自身的优缺点。为了说明马格努斯公式和WMolg%公式的准确度，作者利用Goff一Gratch公式与它们分别

6、比较，使用Madab画出在温度适用范围内，分别用公式(1)减去公式(2)，公式(1)减去公式(3)所得饱和水汽压差值与温度的关系图。0，20。1水水面砰心佣位饱和知和吃水汽压-Q趁位-0..}}势}习划‘’}1}“，}‘_1」_一一曰Les_一」份0.7L目‘.‘.....司‘山....一面一一，飞石一.飞乙砚度t叨，。诩。2。幻.砚压七图1公式(1)与公式《2)诈幸帅弱咏冰汽压差异曲线图2公式(1)与公式《2)计算水面饱和水汽压差值图1是作者使用Goff一Cratch公式减去马格努斯公式得出的结果。从图中可以看出

7、在一50~50℃这段温度范围内两个公式的差异并不大，饱和水汽压的差值乙esw在0.02hPa内上下波动。而从50℃开始到60℃内两个公式的差异就比较明显，可以看出在这个温度范围内马格努斯公式计算的饱和水汽压比Coff一Gratch计算出的饱和水汽压偏高。图2中作者使用coff一Gratch公式减去WMO19%年推荐的公式。可以看出，在一50一0℃这段温度范围内两个公式的差异很小，接近一致。然而从0℃开始一直到50℃左右，两个公式有了差值，并且是公式(3)比公式(1)偏小一点。从50℃到60℃这一段，WMolg%年公

8、式与C七ff一Gratch公式计算出的饱和水汽压相比偏高的非常明显，饱和水汽压的差值d气。最高可达0.7hPa。综上所述，计算饱和水汽压时，在一50一0℃范围内可以利用上述三个公式中的任意气象水文海洋仪器Dec.2(】)3一个计算;在0一50℃范围内，在要求精度不太高，并希望计算简单的情况下，可以采用马格努斯公式来代替C心ff一Cratch公式;在50一60