羅荻，邱光敏，鄧冬梅，鄒于琴，鄧麗萍

（1.長(zhǎng)汀縣氣象局，福建長(zhǎng)汀　366300；2.武平縣氣象局，福建武平　364300；3.漳平縣氣象局，福建漳平　364400）

一次中等相對(duì)濕度結(jié)露的成因分析

羅荻1，邱光敏2，鄧冬梅1，鄒于琴1，鄧麗萍3

（1.長(zhǎng)汀縣氣象局，福建長(zhǎng)汀366300；2.武平縣氣象局，福建武平364300；3.漳平縣氣象局，福建漳平364400）

《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》指出結(jié)露的天氣條件要晴朗少風(fēng)濕度大，而福建省長(zhǎng)汀縣氣象觀測(cè)站在一次結(jié)露時(shí)，地面氣象觀測(cè)中觀測(cè)到相對(duì)濕度在53%～59%，相對(duì)濕度與《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》中結(jié)露的天氣條件要晴朗少風(fēng)濕度大的標(biāo)準(zhǔn)有差異。根據(jù)當(dāng)時(shí)形成露時(shí)的各種氣象要素實(shí)況、天氣條件和有關(guān)資料進(jìn)行分析，說明此次中等相對(duì)濕度結(jié)露雖然與《規(guī)范》中規(guī)定濕度要大和有關(guān)文獻(xiàn)結(jié)露時(shí)的相對(duì)濕度指標(biāo)的要求差異顯著，但仍屬正常。

露；相對(duì)濕度；長(zhǎng)汀縣

羅荻，邱光敏，鄧冬梅，等.一次中等相對(duì)濕度結(jié)露的成因分析［J］.廣東氣象，2016，38（4）：34-36.

露是一種很常見的地面凝結(jié)現(xiàn)象，結(jié)露的天氣條件為“晴朗少風(fēng)濕度大的夜間地表溫度0℃以上”［1］，而王道遠(yuǎn)［2］、歐陽(yáng)彩虹等［3］提出形成露時(shí)的相對(duì)濕度指標(biāo)為≥70%。2013年4月14日長(zhǎng)汀縣氣象局值班員觀測(cè)到相對(duì)濕度在53%～59%時(shí)，觀測(cè)場(chǎng)上草尖和葉緣以及地溫場(chǎng)的地面溫度表玻璃上已經(jīng)有露生成，這與《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》要求的濕度大和有關(guān)文獻(xiàn)結(jié)露時(shí)的相對(duì)濕度指標(biāo)差異顯著。本研究根據(jù)長(zhǎng)汀縣觀測(cè)站當(dāng)時(shí)的溫度、濕度、氣壓和風(fēng)速等要素實(shí)況和天氣條件結(jié)合前期有關(guān)氣象資料等對(duì)該次露的成因進(jìn)行分析。

1　氣象要素實(shí)況

4月14日19：30（北京時(shí)，下同）值班員在觀測(cè)場(chǎng)巡視時(shí)發(fā)現(xiàn)草的葉尖和葉緣以及地溫場(chǎng)的地溫表玻璃上已經(jīng)有露生成，因形成不久，屬初始狀態(tài)，呈現(xiàn)細(xì)小而密集，與植物“吐水”不同［4］。值班員記錄為露，針對(duì)此種天氣現(xiàn)象出現(xiàn)，對(duì)各氣象要素變化進(jìn)行分析。

1.1相對(duì)濕度與水汽壓

根據(jù)圖1所示，4月14日17：31—19：30相對(duì)濕度、水汽壓呈逐漸增大趨勢(shì)，19：06相對(duì)濕度、水汽壓達(dá)最大，分別為59%、15.3 hPa，溫度露點(diǎn)差異最小為8.4℃，持續(xù)1 min，其中19：06—19：30相對(duì)濕度平均為56%，水汽壓平均為14.1 hPa，平均溫度露點(diǎn)差為9.3℃。

圖1　逐分鐘濕度、水汽壓、溫度露點(diǎn)差的變化

1.2氣溫與地面溫度

從圖2來分析，4月14日17：31—19：30氣溫、0 cm地溫、5 cm地溫均持續(xù)降低，2 h分別從25.8、25.2、24.9℃降低到21.2、19.2、21.1℃。另外，氣溫、0 cm地溫從18：59起加速降低，為結(jié)露形成創(chuàng)造有利條件。

圖2　逐分鐘氣溫、地溫變化

1.3其他氣象要素

根據(jù)圖3分析，17：30—19：30本站氣壓持續(xù)升高，但升幅微小，2 h僅升高0.7 hPa；而風(fēng)速在2 h呈下降趨勢(shì)，在0.1～2.5 m/s之間波動(dòng)，平均風(fēng)速為1.3 m/s，19：13—19：17為靜風(fēng)，也為露形成創(chuàng)造了有利條件。另外，從日照數(shù)據(jù)分析，14日16：00—20：00，天空除16：00有微量淡積云外，其它時(shí)次均無云；各時(shí)次水平能見度≥35.0 km；16：00—17：00日照時(shí)數(shù)均為1 h，一直持續(xù)到17：42止。

圖3　逐分鐘氣壓、風(fēng)速變化

2　成因分析

根據(jù)馬格努斯經(jīng)驗(yàn)公式：

其中E1為清潔水面飽和水汽壓（hPa）；E0為溫度為0℃時(shí)飽和水汽壓（hPa）；t為攝氏溫度（℃）。相對(duì)濕度公式：

其中，f為相對(duì)濕度（%）；e為實(shí)際水汽壓（hPa）；E為飽和水汽壓（hPa）。

由式（1）和（2）可知，在等壓條件下，飽和水汽壓只與溫度有關(guān)。當(dāng)溫度降低，飽和水汽壓也隨之降低，相對(duì)濕度將增大；相對(duì)濕度為空氣中實(shí)際水汽壓與同溫度下的飽和水汽壓之比，當(dāng)E與e相等而相對(duì)濕度達(dá)100%時(shí)，即空氣達(dá)到飽和，這時(shí)的溫度為露點(diǎn)，當(dāng)?shù)葔航禍乩^續(xù)進(jìn)行到超過飽和水汽壓時(shí)，水汽凝結(jié)開始發(fā)生，便有露生成［5］。因此，一般情況下，相對(duì)濕度在70%以下是不易生成露的。為何這次相對(duì)濕度不到60%會(huì)有露生成，經(jīng)分析主要是由以下幾個(gè)方面的原因產(chǎn)生。

1）露與相對(duì)濕度探測(cè)位置不一致。

氣象上通常所說的“氣溫”和“濕度”是指距地1.5 m高百葉箱中的空氣溫度和相對(duì)濕度。在晴朗微風(fēng)天氣條件下，日落后，當(dāng)溫度下降時(shí)，百葉箱測(cè)量的溫度和濕度與貼地層的溫度和濕度不一樣［6-7］。在這種天氣條件下，日落后貼地層特別是草叢的溫度比百葉箱的溫度要低、濕度要大。因此，雖然百葉箱中的濕度遠(yuǎn)未飽和，而貼地層草叢中的濕度可能已經(jīng)達(dá)到過飽和，就可能形成露［8-9］。17：23地面溫度開始小于氣溫，且溫差逐漸加大，18：17達(dá)最大2.7℃，此后維持在2.5℃左右，持續(xù)了將近1 h，后因氣溫降幅增大，兩者溫差降至2.0℃。當(dāng)?shù)孛鏈囟刃∮跉鉁厍覝夭钪饾u增大時(shí)，說明貼地層相對(duì)濕度大于百葉箱濕度，其增濕的幅度比百葉箱來得大。17：33—19：06百葉箱的相對(duì)濕度上升了21%，達(dá)到59%，此時(shí)貼地層相對(duì)濕度更大，地面溫度很可能降到露點(diǎn)以下，貼地層空氣中的水汽含量已達(dá)到過飽和，在地面或地物的表面發(fā)生了水汽凝結(jié)而有露生成。19：07因受風(fēng)速減小影響，箱內(nèi)外空氣和上下層空氣交流遲緩，以及凝結(jié)已經(jīng)開始，凝結(jié)釋放的潛熱，部分地補(bǔ)償溫度下降的損失等綜合影響，故降溫速率開始減小，造成溫度露點(diǎn)差稍有加大、相對(duì)濕度等略有減小。

2）自動(dòng)與人工器測(cè)濕度的差異。

由于材料、工藝、方法、維護(hù)等方面的原因，造成濕度傳感器與人工器測(cè)相對(duì)濕度在準(zhǔn)確度方面存在一定的誤差。加上相對(duì)濕度的測(cè)量原理與方法、觀測(cè)時(shí)間與空間、采樣方式與算法不同等因素，使相對(duì)濕度自動(dòng)站比人工站測(cè)得的值偏?。?0-11］。該日20：00對(duì)比觀測(cè)中相對(duì)濕度自動(dòng)站比人工站小8%，按差值訂正，19：01—19：30出現(xiàn)露時(shí)自動(dòng)站相對(duì)濕度在61%～67%之間，平均相對(duì)濕度為64%。統(tǒng)計(jì)資料表明：10—19日20：00對(duì)比觀測(cè)10 d，自動(dòng)站比人工器測(cè)的相對(duì)濕度平均偏小6%，是造成該次表面看相對(duì)濕度不到60%有露生成的原因之一。

3）天氣條件。

17：42日照結(jié)束，因日落時(shí)的西邊山體仰角約3.9°，故加上時(shí)差訂正本站實(shí)際日落時(shí)間為18：23。而由于散射作用，當(dāng)太陽(yáng)中心在地平線下約7°時(shí)，總輻射值為0 W/m2［12］，出現(xiàn)時(shí)間18：51，同時(shí)該時(shí)段風(fēng)速開始有一個(gè)減小過程?？紤]到總輻射為0后溫度和濕度在百葉箱中反映出來有一個(gè)過程，會(huì)出現(xiàn)滯后性，結(jié)果到了18：56百葉箱中的溫、濕度才出現(xiàn)跳變（氣溫加速下降，濕度突升）的情況。日落后由于地面或地物長(zhǎng)波輻射加強(qiáng)，輻射支出明顯大于輻射收入而冷卻降溫，從而使貼近地面和地物上的空氣也隨之降溫增濕［13］，經(jīng)過一段時(shí)間，貼地層相對(duì)濕度達(dá)過飽和形成露是有可能的。風(fēng)小有利于貼地層空氣得到更換，既送來較濕潤(rùn)的新鮮空氣又將已經(jīng)產(chǎn)生水汽凝結(jié)后的較干燥的空氣帶走，保證有足夠多的水汽供應(yīng)凝結(jié)，同時(shí)有利于貼地層溫度的降低［14］。因整個(gè)傍晚天空無云及能見度在35.0 km以上，其良好的凈空條件有利于地面和地物迅速輻射冷卻降溫增濕，適合于露的形成。

4）大氣環(huán)流背景與前期要素的影響。

根據(jù)14：00的天氣形勢(shì)分析，當(dāng)天本地上空500 hPa為槽后西北氣流控制，低層切變?cè)陂}南，并逐漸移出福建省，東移入海，本地受偏東氣流控制，濕度條件差，層結(jié)穩(wěn)定。而地面由于前期溫度較低、日照較少、蒸發(fā)較少、降水較多，地面水汽飽和度較高，植被含水量豐富，濕度還較大，因此雖然空氣濕度較低，但貼地層濕度仍較大，還是容易形成露的。

根據(jù)上述分析，該次相對(duì)濕度不到60%結(jié)露的現(xiàn)象是多方面因素造成的，雖然與《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》中規(guī)定的濕度要大，以及與有關(guān)文獻(xiàn)提出結(jié)露時(shí)相對(duì)濕度指標(biāo)的要求差異顯著，但仍屬正常。因此，值班員在遇到疑難記錄時(shí)應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行分析，作出正確的判斷，從而使氣象觀測(cè)記錄符合“三性”要求。

［1］中國(guó)氣象局.地面氣象觀測(cè)規(guī)范［S］.北京：氣象出版社，2003.

［2］王道遠(yuǎn).露的判定依據(jù)［J］.黑龍江氣象，2002（2）：20.

［3］歐陽(yáng)彩虹.露的判定依據(jù)［J］.廣東氣象，2004，26（2）：48.

［4］歐陽(yáng)細(xì)美，卓貞容.夜間氣象觀測(cè)判斷露的經(jīng)驗(yàn)［J］.廣東氣象，2007，29（4）：63.

［5］王衍明.大氣物理學(xué)［M］.青島：青島海洋大學(xué)出版社，1993.

［6］黃海洪，凌穎，董惠青.百葉箱內(nèi)外氣溫特征分析［J］.氣象，2003，29（12）：25-28.

［7］鄧天宏，王國(guó)安，焦建麗.等.草溫、0 cm地溫、氣溫間變化規(guī)律分析［J］.氣象與環(huán)境科學(xué)，2009，32（4）：47 -50.

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［9］王淑艷，靳貴娟.關(guān)于霜形成時(shí)的溫、濕條件的討論［J］.黑龍江氣象，2006（4）：28.

［10］趙麗英，許嘉玲.桂林自動(dòng)站與人工站相對(duì)濕度觀測(cè)對(duì)比分析［J］.氣象研究與應(yīng)用，2011，32（3）：84 -85.

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［12］鄔平生，龔潛江，吳樹立.等.氣象學(xué)［M］.北京：農(nóng)業(yè)出版社，1979.

［13］陳玲，張勁梅，李秀艷.東莞市草溫與地溫、氣溫的差異［J］.廣東氣象，2010，32（5）：56-57.

［14］蔡玲玲.如何判斷自動(dòng)氣象站草面溫度的異常［J］.廣東氣象，2010，32（1）：59-60.

Analysis of Causation for a DewForming Process in Moderate Relative Humidity

LUO Di1，QIU Guang-min2，DENG Dong-mei1，ZOU Yu-qin1，DENG Li-ping3
（1.Meteorological Bureau of Changting County，Changting，F(xiàn)ujian 366300；2.Meteorological Bureau of Wuping County，Wuping，F(xiàn)ujian 364300；3.Meteorological Bureau of Zhangping County，Zhangping，F(xiàn)ujian 364400）

As is pointed out in the Specifications for Meteorological Observation on Ground Surface，the weather condition for dew to form is light wind，large humidity and fine sky.When a dew formed in Changting，F(xiàn)ujian，however，the relative humidity was only between 53%and 59%，which was greatly different from the specification above.In this work，study is made of different observed elements，weather conditions and relevant data with the finding that the significant difference between the observed moderate level of relative humidity and that of the specification is still within normal range.

dew；relative humidity；Changting County

P426

A

10.3969/j.issn.1007-6190.2016.04.008

2015-10-12

羅荻（1957年生），男，高級(jí)工程師，主要從事地面氣象探測(cè)工作。E-mail：731452950@qq.com