第一节　气象常用测湿仪器

一、百叶箱干湿球温度表

干湿球测湿法使用的是干湿温度表，它是由两支型号、大小完全相同的玻璃温度表组成，一支球部包上特制的脱脂纱布，纱布一端浸入到蒸馏水杯内，使纱布保持湿润，该温度表称为湿球温度表；另一支不包纱布的温度表称为干球温度表。两支温度表平行，并间隔一定距离，垂直地挂在干湿球温度表架上，左边是干球，右边是湿球（见图5-1）。

干湿球温度表中的干球温度表显示了当时的空气温度。湿球温度表的示度显示湿球球部表面蒸发时，其球部表面薄层空气和球部水银本身温度。湿球温度表的示度受湿球表面蒸发强度的影响。空气湿度低时，湿球表面蒸发大，湿球示度偏低；空气中的湿度高时，湿球表面蒸发小，湿球示度相对较高。显然，空气中湿度越低，蒸发愈强，湿球温度和干球温度的差值就愈大；湿度越高时，蒸发愈弱，干球、湿度温度的差值就愈小。根据干球温度和湿球读数的差值，可以计算出空气湿度。

根据道尔顿公式可知，在单位时间内，水面蒸发M可用下式表示:

图5-1　干湿球温度表的安装

式中S为湿球球部的表面积；E_t'为湿球温度下的饱和水汽压；e为当时空气中的水汽压；p为当时的大气压；C为随风速而变化的比例系数。

湿球表面蒸发M克水分，需要消耗的蒸发潜热为Q:

式中L为蒸发潜热。

另一方面，由于湿球温度低于周围气温，要与周围空气进行热量交换，并从周围空气吸收热量，设单位时间吸收的热量为Q':

　　Q'=KS(t-t')

式中S为进行热交换的表面积，即湿球球部表面积；t为干球温度；t'为湿球温度；K为热量交换系数。

W当湿球球部因蒸发消耗的热量和吸收空气的热量相平衡时，湿球温度就不再下降，而固定在某一个数值t'上，此时Q＝Q'。

此式即为干湿表实用测湿公式。A为与风速有关的测湿系数，百叶箱干湿表A＝0.000857；通风干湿表A＝0.000662。

二、毛发湿度表

毛发湿度表，是根据脱脂人发具有随空气湿度改变长度的特性制作而成的。相对湿度由0变到100%时，毛发将伸长其本身长度的2.5%，但在不同湿度时的伸长量非一定值。低湿时，毛发伸长量大，毛发表的灵敏度大；高湿时，毛发伸长量小，毛发表的灵敏度减小。

1.毛发表的构造　毛发表的感应部分是脱脂的人发，装在金属架内，毛发的上端固定在金属片上，下端则固定在弧钩上。弧钩与指针固定在同一轴上，指针尖端可在刻度尺前左右摆动。刻度尺上刻有0%～100%的相对湿度刻度（见图5-2）。

2.毛发表的安装　毛发湿度表应垂直地悬挂在小百叶箱内温度表支架的上横梁中间，上部两侧用螺丝固定。

3.毛发表的观测和记录

（1）观测时，视线要通过指针并与刻度尺垂直，读出指针所在刻度，取整数记录。如怀疑指针由于轴的摩擦或针碰到刻度尺而被卡住，可轻击一下毛发表架，或小心地把指针向左(刻度小的端)轻拨一下，重新读数。

如指针位置超出100%，则按90～100的刻度尺距离外延估计读数，并记在括号内。

（2）毛发湿度表的读数订正冬季为了获得正确的湿度记录，毛发湿度表的读数须用订正图法加以订正。

图5-2　毛发湿度表

订正图的编制法：在气温降到-10.0℃的多年平均日期以前约一个半月内，每天定时观测，同时用干湿球温度表测求相对湿度和毛发表读数来编制订正图。用一张方格纸，以纵坐标表示干湿球温度表查出的相对湿度，横坐标表示毛发湿度表的读数，坐标原点代表100%，每小格代表1%，用每次的毛发湿度表读数和干湿球温度查出的相对湿度依次点在坐标纸上相应的交点上，全图100个点或100个以上。(www.daowen.com)

如果仪器情况良好，观测准确，就会集中在左下角到右上角的一条狭带内，狭带与坐标轴呈近似45°角。穿过狭带正中画一根均匀平滑的线，使线的两边点子大致相等。这根线即是毛发湿度表(计)的订正线。当空气温度降低到-10℃以下时，就可根据毛发表读数，利用这条订正线，求出经过订正的相对湿度。由相对湿度和气温还可在湿度查算表（用湿球结冰部分）反查出水汽压e和露点温度t_d，及饱和差d。

订正图上点子过于分散（订正线±5%区域内点子不足2/3）订正线有突变或弯弯曲曲致使订正值不连续的均不能使用，须更换毛发表后重做。

三、毛发湿度计

毛发湿度计是自动记录相对湿度连续变化的仪器（见图5-3），它由感应部分（脱脂毛发）、传动部分（杠杆）、自记部分（自记钟、纸、笔）组成。

图5-3　毛发湿度计

1.仪器构造　仪器感应部分为一束脱脂毛发（40～42根），发束两端用毛发压板固定于毛发支架上。仪器的传递放大部分是采用两次放大的杠杆，即双曲臂装置。第一级放大杠杆是第一水平轴上的小钩和带有平衡锤的上曲臂组成；第二级放大杠杆是由第二水平轴上的下曲臂和笔杆组成。毛发束的中央被小钩钩住，平衡锤总使发束处于微微拉紧状态，上下两曲臂杠杆分别借平衡锤和笔杆的重量得以经常保持接触。当相对湿度增大时，发束伸长，平衡锤下降，迫使笔杆抬起，笔尖上移；当相对湿度减小时，发束缩短，平衡锤被抬起，笔杆由于本身重力作用而往下落，笔尖因此下移。

曲臂杠杆除有传递放大作用外，还有调整放大倍率的作用。曲臂曲率计算精确时，由此产生的放大率变化，能恰好抵消毛发本身随相对湿度变化而伸缩的不均匀，使笔尖随相对湿度改变做均匀的移动，因而毛发湿度计的自记纸刻度线是等距的。自记部分与温度计相同。

2.安装　湿度计应稳固地安置在大百叶箱内上面的架子上，底座保持水平。

3.观测和记录　定时观测时，根据笔尖在自记纸上的位置观测读数作记录，并作时间记号。换自记纸和自记记录整理方法与温度计相同。

4.维护　遇毛发脱钩时，应立即用镊子使其复位。每个季度应用洁净毛笔蘸蒸馏水（或加适量酒精）清洗毛发一次。其他同温度计及毛发湿度表的有关部分。

四、通风干湿表通风干湿表是一种携带方便、精度较高的温湿度测定仪器，常用于野外小气候观测。

1.仪器构造　通风干湿表构造见图5-4。其作用原理与百叶箱干湿球温度表基本相同。主要不同，是温度表的球部装在与风扇相通的管形套管中，利用机械或电动通风装置，使球部处于2.5m/s以上（电动通风可达3m/s以上）的恒定速度的气流中。由于球部双层金属护管表面涂有镍或铬，是良好的反射体，因此，通风干湿表不需安置在百叶箱内，可露天放置，使用方便。但在50cm以下使用时，应横挂而不要立挂，以消除白天地面反射影响。

2.观测方法　观测前先把仪器挂好（高度根据观测目的而定），在读数前4～5分钟用滴管湿润湿球纱布，然后上风扇发条（或接通电源）。上发条切忌过紧（应剩下一转）。观测时应注意不要把观测者自身热量带到通风管中去。当气温低于0℃时，为使温度表充分感应外界环境温湿度，应于观测前半小时将仪器挂出，湿润纱布并上发条，然后在观测前4分钟再通风一次，但可不再湿润纱布。观测时应注意湿球是否结冰，示度是否稳定。

图5-4　通风干湿球温度表

1、2-干湿球温度表；3、4-双重保护管；

5-风扇；6-中央圆管；7-三通管；

8-外保护板；9-钥匙；10-防风罩；

11-挂钩；12-玻璃滴管；13-橡皮囊

当风速大于4m/s时，应将防风罩套在风扇迎风面的缝隙上，使罩的开口部分与风扇旋转方向一致，使气流从风扇中正常扇出。

3.注意事项　从匣内取出仪器时，应当用手拿风扇帽盖下的颈部，不要摸金属护板，也不要摸防护管。尤其下端保护管的镀镍面应细心保护。每次观测后，用清洁纱布擦净仪器并放回匣内。

定期检查风扇旋转是否正常，可用风扇中央发条盒旋转速度来判断。上发条后，发条盒每转一周的时间与检定证上所载时间差值如在5秒钟之间，则可认为风扇转速正常。否则需检修。

湿球纱布经常保持清洁，至少每两周换一次，方法与百叶箱通风干湿表同。