原创 陈睿谦 谦言睿语

关注天气预报的朋友们,一定会发现有时预报中会说到某天空气湿度是100%,这意味着外面的空气都是水蒸汽了吗?炎热的夏天,为什么南方的气温比北方低,但是人却感到更热?为什么男人相比女人而言通常更怕热?湿度对人们的生活到底有多大影响?今天我们就来聊一聊湿度。


湿度有两种表示方法,一种叫做绝对湿度,一种叫做相对湿度。绝对湿度是指单位质量的干空气中含有多少质量的水蒸气。绝对湿度越大,单位质量干空气中水的质量就越大。

公式经过换算也可以用分压形式表达,因此在大气压力和温度一定的条件下,绝对湿度的大小取决于空气中水汽的分压,当水汽分压达到饱和时绝对湿度达到极限值。

实际生活中人们接触到更多的是相对湿度,相对湿度是空气中实际水汽含量与同温度下最大可能水汽含量的百分比值。它只是一个相对数字,并不表示空气中实际含水量的大小。其数值为0-100%,相对湿度为0时说明空气中没有一点水份,相对湿度为100%时说明空气中的水汽达到了最大限度的饱和态。此时空气中的水分子进出液态水的速率相等,达到了一种平衡。此时空气中的水分子不能再多了,超过这个限度空气中多出来的水蒸气会凝结成液态水滴漂浮在空气中,也就形成了雾。

空气的最大容湿能力与温度有关,温度越高,空气中可以包含绝对水质量就越高。以1立方米空气为例,0℃中空气中最多容纳4.85g水,而30℃空气中容水量可以提高到30.4g。造成这种现象的原因是由于水的饱和蒸气压与温度呈正向关系,温度升高,水的饱和蒸气压增高,此时空气的相对湿度会降低,这就是为什么清晨还有浓浓大雾,等太阳一出来温度一上升雾就消散了的原因。

为了方便理解,我们举个小例子,某地天气预报当天温度为30℃,气压为标准气压101.3KPa相对湿度为100%,当地的绝对湿度是多少呢?我们查得30℃下水的饱和蒸汽压是4.2KPa,由于相对湿度是100%,所以水汽分压也为4.2KPa,代入绝对湿度计算公式可得计算结果为0.027,此时相对湿度100%所代表的1g的干空气中只包含0.027g水蒸气,空气中的实际含水量只有2.63%,远远达不到100%的水含量。

我们盘点一下,如果人类生活在100%的水环境中,大概都不会有什么好结局。


人们一般对空气干燥潮湿的感知,来自皮肤和鼻腔粘膜水分蒸发的快慢,靠的是相对湿度。相对湿度同时还会直接影响个体对温度的感知,产生一个新名词体感温度。体感温度是指人体所感受到的冷暖程度的量化值,不等于实际测量温度。体感温度会受到气温、风速与相对湿度的综合影响。湿度过高影响人调节体温的排汗功能,人会感到闷热,因此会提高体感温度,风速的提高会加速人体汗液蒸发散热从而降低体感温度,这就是为什么南方夏天虽然实际温度不高,但是由于没有风和湿度高的原因,却让人感到极其痛苦。

1984年罗伯特·史特德曼发表了体感温度的通用公式,也是中央气象局预报各地体感温度所引用的公示。我们以此公式为例,计算一下实际温度30℃、无风条件下不同湿度对应人体的体感温度。从计算结果中可以看出,100%的相对湿度下30℃的实际温度而人体的体感温度接近38℃,所以闷热的天气里,南方的30℃比北方的35℃还要让人难受,这就不足为奇了。总的来说人在高温但低湿度的情况下比在温度不太高但湿度很高的情况下的感觉要舒适些,所以很多人能容忍的了沙漠的干热,却受不了热带雨林的湿热。

至于男性为什么普遍比女性更怕热,畅销书《男人来自火星,女人来自金星》中有个经典的比喻:男人来自平均温度-23℃的火星,女人则来自表面温度高达450℃的金星。所以两性相比,男性多耐冷怕热,女性多耐热怕冷。男性身体构造普遍肌肉含量要高于女性,新陈代谢要强于女性,所以男性的散热量会大于女性,闷热的天气里,高湿度空气中的水汽分压会阻碍人体汗腺汗液的蒸发,所以相比较女性,男性会更觉得热和难受。

那么到底多少湿度对人体才是健康的呢?一般来说人体适宜湿度一般在45%—55%,此时细菌病毒最容易死亡,人体感觉最为舒适。
湿度过低空气过于干燥容易引起人体支气管炎、哮喘等呼吸道疾病,也会引发过敏性皮炎和皮肤瘙痒等症状,耶鲁大学最新研究中提到秋冬季节更易爆发大规模流感,主要原因就是干燥的环境更有利于流感病毒的传播,除此以外湿度过低也不利于字画等艺术品的保存,也更容易诱发火灾等自然灾害。
同样的湿度过高也会给人类带来诸多麻烦,湿度过高空气过于潮湿会引起人体散热不畅,容易造成人胸闷气短中暑甚至诱发心脑血管疾病及风湿性关节炎等病症。同时研究表明湿度过高时人体会分泌更多的松果激素,从而降低人体内甲状腺素及肾上腺素的浓度,细胞就会“偷懒”,人就会无精打采,萎靡不振。除此以外高湿度环境还会带来打不死的小强和除不尽的霉菌,这些都让人类头疼不已。

在中国一般南方湿度较高,北方湿度较低,沿海湿度较高、内陆湿度较低,春夏湿度较高,秋冬湿度较低,夜间湿度较高,正午湿度较低。生活中人们可以结合湿度计来控制调节湿度在合适的范围内,从而保持人体健康。

空气中湿度过低需要增湿时,除了拖地洒水晾毛巾放水盆这些老招数,最有效的増湿方法就是使用加湿器了。按照加湿原理的不同主要分为超声波加湿器、纯净型加热器、电加热型加热器。其中目前市面上广泛应用的就是超声波加湿器,它采用每秒200万次的超声波高频震荡,将水雾化为1微米到5微米的超微粒子和负氧离子,从而实现快速増湿。

空气中湿度过高需要除湿时,开空调或者暖气都可以一定程度上除湿,空调制冷时,空气中的水汽遇冷液化凝结成水沿着空调的疏水管道排出室外,从而降低了室内空气的绝对湿度和相对湿度。而空调或暖气制热时,室内温度上升导致水的饱和蒸气压上升,从而降低室内空气的相对湿度。对于大规模空气除湿,最有效的方法就是采用除湿机,转轮除湿机的核心结构为一不断转动的蜂窝状干燥转轮,由含有少许金属钛的特殊玻璃纤维载体和活性硅胶复合而成,可以有效吸附空气中的水汽并快速实现大范围除湿效果。

湿度是一只看不见的手,他影响着我们的生态系统、气象、医学、建筑、化工、 农林业生产、以及人类生活中的方方面面。有人开玩笑说最适合人类谈恋爱的时候大约在冬季,因为那噼里啪啦的小火花一定会让你在约会中电力十足,当然如果你不想一直做一只放电的皮卡丘,那么就试着提高一下湿度吧。

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