气象参数计算:已知相对湿度、温度和气压,求水汽压、露点温度、绝对湿度、比湿和干绝热指数
根据气象学基本方程,可以通过已知的温度、湿度和气压来计算水汽压(e)、露点温度(d)、绝对湿度(a)、比湿(q)和干绝热指数(γ)。
首先,将已知的相对湿度(f)转换为水汽压(e)。根据饱和水汽压与温度的关系,可以使用饱和水汽压公式来计算水汽压:
e = f * e_s(T)
其中e_s(T)是饱和水汽压,可以使用饱和水汽压公式计算:
e_s(T) = 6.11 * 10^((7.5T)/(237.3+T))
将温度(T)代入上述公式,即可计算得到饱和水汽压。
假设温度(T)为15℃,则计算饱和水汽压:
e_s(15) = 6.11 * 10^((7.5*15)/(237.3+15)) ≈ 17.67 hPa
将相对湿度(f)和饱和水汽压(e_s)代入,可以计算得到水汽压(e):
e = f * e_s = 0.40 * 17.67 ≈ 7.07 hPa
接下来,可以使用水汽压(e)和温度(T)来计算露点温度(d)。根据露点温度与水汽压的关系,可以使用露点温度公式来计算:
d = (237.3 * ln(e/6.11)) / (7.5 - ln(e/6.11))
将水汽压(e)代入上述公式,即可计算得到露点温度(d):
d = (237.3 * ln(7.07/6.11)) / (7.5 - ln(7.07/6.11)) ≈ 9.12℃
然后,可以使用水汽压(e)和气压(p)来计算绝对湿度(a)。根据绝对湿度与水汽压和气压的关系,可以使用绝对湿度公式来计算:
a = (622 * e) / (p - 0.378 * e)
将水汽压(e)和气压(p)代入上述公式,即可计算得到绝对湿度(a):
a = (622 * 7.07) / (1000 - 0.378 * 7.07) ≈ 5.87 g/m³
接着,可以使用绝对湿度(a)来计算比湿(q)。比湿是单位质量空气中含水汽的质量,可以使用比湿公式来计算:
q = a / (1 + a)
将绝对湿度(a)代入上述公式,即可计算得到比湿(q):
q = 5.87 / (1 + 5.87) ≈ 0.85 g/g
最后,可以使用温度(T)和气压(p)来计算干绝热指数(γ)。干绝热指数是空气的稳定性指标,可以使用干绝热指数公式来计算:
γ = (1000 / p) * (T + 273.15)^0.286
将温度(T)和气压(p)代入上述公式,即可计算得到干绝热指数(γ):
γ = (1000 / 1000) * (15 + 273.15)^0.286 ≈ 0.284
综上所述,该时段的e约为7.07 hPa,d约为9.12℃,a约为5.87 g/m³,q约为0.85 g/g,γ约为0.284。
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