湿度温度气压之间的关系.doc

大气压的变化跟天气有密切的关系一般地说，晴天的大气压比阴天高，冬天的大气压比夏天高”对这段叙述，就是老师也往往不易说清，笔者认为，这个问题可归结为温度、湿度与大气压强的关系问题今谈谈自己的初步认识我们通常所称的大气，就是包围在地球周围的整个空气层它除了含有氮气、氧气及二氧化碳等多种气体外，还含有水汽和尘埃我们把含水汽很少（即湿度小）的空气称“干空气”，而把含水汽较多（即湿度大）的空气称“湿空气”不要以为“干”的东西一定比“湿”的东西轻其实，干空气的分子量是 28.966，而水汽的分子量是18.016，故干空气分子要比水汽分子重在相同状况下，干空气的密度也比水汽的密度大水汽的密度仅为干空气密度的 62左右应当说，由于大气处于地球周围的一个开放空间，而不存在约束其运动范围的具体疆界，这就使它跟处于密闭容器中的气体不同对一个盛有空气的密闭容器来说，只要容器中气体未达到饱和状态，那么，当我们向容器中输入水汽的时候，气体的压强必然会增加而大气的情况则不然当因自然因素或人为因素使某区域中的大气湿度增大时，则该区域中的“湿空气”分子（包括空气分子和水汽分子）必然要向周围地区扩散其结果将导致该区域大气中的“干空气”含量比周围地区小，而水汽含量又比周围地区大这犹如在大豆中掺入棉籽时其混合体密度要小于大豆密度一样，所以该区域的湿空气密度也就小于其它地区的干空气密度这样，对该区域的一个单位底面积的气柱而言，其重量也就小于其它干空气地区同样的气柱这也就告诉我们，大气压随空气湿度的增大而减小就阴天与晴天而言，实际上也就是阴天的空气湿度比晴天要大，因而阴天的大气压也就比晴天小我们知道，气体分子的“碰撞”是产生气体压强的根本原因因而对大气压随空气湿度而变化的问题，我们也可以由此作出解释，根据气体分子运动的基本理论，气体分子的平均速率：则气体分子的平均动量（仅考虑其大小）由此可见，平均质量大的气体分子，其平均动量也大（有的文献中所言：“干空气的平均速度也大于湿空气”，是不正确的）而对相同状况下的于空气与湿空气来说，由于于空气中的气体分子密度及分子的平均质量都比湿空气要大，且干空气分子的平均动量也比湿空气大，因而湿度小的干空气压强也就比湿度大的湿空气大当我们给盛有空气的密闭容器加热的时候，则其压强当然也会增大而对大气来说情况就不同了当某一区域的大气温度因某种因素而升高时，必将引起空气体积的膨胀，空气分子势必要向周围地区扩散温度高，气体分子固然会运动得快些，这将成为促进压强增大的因素但另一方面，随着温度的升高，气体分子便向周围扩散，则该区域内的气体分子数就要减少，从而形成一个促使压强减小的因素而实际的情况乃是上述两种对立因素共同作用的结果至于这两种因素中哪个起主要作用，我们不妨来看一看大陆及海洋上气压随气温变化的实际情况我们说，夏季大陆上气温比海洋上高，由于大陆上的空气向海洋上扩散，而使大陆上的气压比海洋上低；冬季大陆气温比海洋上低，由于海洋上空气要向大陆上扩散，又使大陆上气压比海洋上高而由此可见，在温度变化和分子扩散两个因素中，扩散起着主要的、决定性的作用应当指出，这里所说的扩散，是指空气的横向流动因为由空气的纵向流动并不能改变竖直气柱的重量（有的文献把因温度而产生的气压变化说成是空气沉浮的结果，这是不妥的），因而也就不能改变大气的压强（对重力加速度g因高度变化而产生的影响完全可以忽略）由于地球上的大气总量是基本上恒定的当一个地区的气温增加时，往往伴随着另一个地区温度的降低，这就为高温处的空气向低温处扩散带来了可能而扩散的结果常常是高温处的气压比低温处低当我们生活的北半球是接受太阳热量最多的盛夏时，南半球却是接受太阳热量最少的严冬这时，由于北半球的空气要向南半球扩散而使北半球的气压较南半球要低而由于大气总量基本不变，则此时北半球的气压就低于标准大气压，南半球的气压当然也就会高于标准大气压同