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CalcMax

露点计算器

范围:-45 °C – 60 °C

范围:0 – 100

结果

12.0 °C

露点(°C)

露点(°F)
53.6 °F
水汽压
14.00 hPa(百帕)

露点计算器:给出空气温度与相对湿度,算出空气要降到多少度,里面的水汽才开始凝结。20 ℃、相对湿度 60% 时露点是 12.0 ℃——把窗户、水管或者一杯冰镇饮料降到这个温度以下,表面就会挂水,因为贴住冷表面的那一层空气已经被逼过了饱和。面板把露点按 ℃ 与 ℉ 两套一起印出来,因为天气预报里那些「露点多少度算闷」的说法多半是华氏;它也印出水汽压,那是算式的中间一步——看着 14.00 hPa 挨着温度,相对湿度那个定义才落到实处。两个输入、三个输出,哪一个是未知量不用猜。相对湿度是你提供的:来自湿度计、天气预报,或者一个设计工况,这一页从不反解它。

空气中的水汽饱和压

气温(℃)饱和水汽压(hPa)
-201.26
-102.87
06.11
58.72
1012.26
1517.02
2023.33
2531.6
3042.34
3556.13
4073.67

空气在凝结之前最多能含多少水汽,从 −20 ℃ 到 +40 ℃ 共十一个温度。这就是算式前半段的样子:把右列的值乘上相对湿度,就是实际水汽压,也就是结果面板的第三行。顺着列往下读,问题的形状就出来了——容量大约每升 10 ℃ 翻一倍,从 −20 ℃ 的 1.26 hPa 到 0 ℃ 的 6.11 hPa、20 ℃ 的 23.33 hPa、40 ℃ 的 73.67 hPa。这就是「冷空气是干空气」那句话的真正含义:−20 ℃ 的一立方米能含的水只有 40 ℃ 时的二十分之一,所以同样多的水,在冬天是舒服的湿度,在夏天就是一屋子潮气。表里每一个数都是用计算器那条马格努斯式现算的,所以这张表与结果面板不可能对不上。

露点速查表(℃)

气温(℃)相对湿度 40%50%60%70%80%
0-12-9.2-6.8-4.8-3
5-7.5-4.6-2.101.8
10-302.64.86.7
151.54.77.39.611.6
2069.31214.416.4
2510.513.916.719.121.3
3014.918.421.423.926.2
3519.42326.128.731

计算器的速查版:左边找气温、上面找相对湿度,格子里就是露点。有两处变化方式值得留意。沿着任意一行,露点随湿度上升,但不会追上气温——就算 80%,25 ℃ 的天也只给到 21.3 ℃,离饱和还差四度。沿着任意一列,气温降下来时露点也在降,但降得比气温慢:湿度 50% 时,气温从 30 ℃ 降到 0 ℃,露点从 18.4 ℃ 降到 −9.2 ℃,落差比气温的落差小。100% 那一列故意没有,因为它会是一串与左列相等的数,等于斜着的一条对角线;而 0 ℃ 那一行是读数开始落到冰点以下的地方,从那一行往下,上面讲过的霜点那条提醒就开始适用了。

公式

e_s(t) = 611.2 · exp(17.62 · t / (243.12 + t));e = RH/100 · e_s(t);t_d = 243.12 · ln(e / 611.2) / (17.62 − ln(e / 611.2))

t
空气温度,默认摄氏度,同一个下拉框里有华氏。这里要的是空气本身的温度,不是你在担心的那个表面的温度——两者一比才是这一页的用处,而页面只知道前一个。开尔文故意没有:没有人按开尔文报气温或露点,加上它反而会招来一次读错温标的输入
RH
相对湿度,百分数,0 到 100,在这一页上是输入而不是输出。它的定义是实际水汽压除以同一温度下的饱和水汽压,所以 60% 的意思是:空气此刻含着它在当前温度下能含的水汽的十分之六。两个温度下同样的相对湿度对应不同的露点,而同一团空气变暖时相对湿度会掉下来——这正是露点比相对湿度更值得跨地点比较的原因
e_s(t)
空气温度下的饱和水汽压:空气在开始凝结之前最多能含多少水汽,单位帕。它随温度涨得很陡,在人活动的温度区间里大约每升 10 ℃ 就翻一倍——0 ℃ 约 6.1 hPa、20 ℃ 约 23.3 hPa、30 ℃ 约 42.3 hPa。这个陡峭正是「同一份湿度,冬天室外觉得没什么、夏天室内觉得黏」的原因,也是本页第一张参考表
e
空气里实际含有的水汽压,单位帕:饱和值乘上相对湿度。它是第三个输出,按百帕印(hPa),因为气象与暖通报水汽压一律用这个单位。它也是被拿来比的那一个:露点的定义就是「让 e_s 正好等于这个 e 的温度」——降温并不会改变空气里有多少水汽,只是把它头顶那个天花板压低,直到两者相遇
t_d
露点,单位摄氏度:空气里现有的水汽正好饱和时的温度。比它更低,水就析出;正好等于它,相对湿度按定义就是 100%。它是主结果,摄氏与华氏各印一行。露点挨近气温时空气接近饱和、蒸发很慢——30 ℃ 的天配上 26 ℃ 的露点之所以难受,正是这个原因,而同样的相对湿度出现在一个凉爽的早晨就完全不是一回事
17.62 / 243.12
马格努斯式的两个常数,它们把「饱和水汽压随温度指数上升」这件事压成计算器一行能算完的形状。它们是拟合出来的经验值,不是定义值,在 −45 ~ +60 ℃ 区间内约 ±0.6%,而那个区间就是本页输入界线的来历。它们描述的是水面上的饱和。0 ℃ 以下,冰面上的饱和走的是另一条曲线,常数是 22.46 与 272.62——见下面关于霜点的说明

想知道空气离凝结还有多近的时候用它:冷水管、窗户或者冷梁会不会挂水,屋里的空气会不会发闷,油漆或涂层能不能正常固化,送进建筑的新风要不要除湿,都是这一页的问题。它也是相对湿度没法跨地点比较时该报的那个数——暖房间里读数 70% 与冷房间里读数 70%,含的水完全不是一个量级,而两个露点放在一起就直接比出来了。在暖通里露点还定住了一条线:冷冻水的温度必须在它之上,否则在潮湿空气里走的水管会滴水。第二张参考表是速查版,一张气温对湿度的格子表,因为问题通常就是这么问的——外面 25 ℃、湿度 70%,露点是多少?

算例

  1. 首屏:20 ℃、相对湿度 60%

    1. 空气 20 ℃,相对湿度 60%
    2. 先求 20 ℃ 的饱和水汽压:e_s = 611.2 × exp(17.62 × 20 / 263.12) = 2333 Pa
    3. 按湿度缩放:e = 0.60 × 2333 = 1400 Pa,印成 14.00 hPa
    4. 再反解「让 1400 Pa 正好饱和」的那个温度:t_d = 12.0 ℃
    5. 换第二行:12.0 × 9/5 + 32 = 53.6 ℉

    这个读数值得记住,因为它最常被问到:一间 20 ℃、六成湿的房间,露点就在 12 ℃ 附近,所以任何低于约 12 ℃ 的表面都会结水。这就是冬天单层玻璃窗内侧挂水、夏天冷饮杯壁出汗的道理——表面温度低于贴着它的空气的露点,而那一薄层空气已经被冷过了它能承受的限度。也是「房间湿度 60%,没问题啊」这句话不对在哪:60% 说的是空气,12 ℃ 说的是房间里那些表面。

  2. 闷热的一天:30 ℃、80%

    1. 空气 30 ℃,相对湿度 80%
    2. 30 ℃ 的饱和水汽压:4234 Pa(第一张表的 42.34 hPa 那一行)
    3. e = 0.80 × 4234 = 3387 Pa → 33.87 hPa
    4. t_d = 26.2 ℃,也就是说这团空气离饱和只差 3.8 ℃
    5. 华氏那一行:79.1 ℉

    露点 26 ℃ 就是「闷」这个字的实际含义,而这个数比相对湿度更能解释那种感觉:空气离含不住自己的水只差四度,于是汗蒸发得很慢,屋里每一处冷表面都在露点之下。气象上通常把 20 ℃ 当作开始发黏的那条线,24 ℃ 算压抑,26 ℃ 以上户外劳动就开始有真实风险——这些门槛用摄氏说是这几个数,用华氏说是六十多到七十多度,也是两行都印的原因。注意没变的是什么:水汽压 33.87 hPa,是上一个例子的 14.00 hPa 的两倍多,而那个「翻了一倍多」就是一间舒服的房间与一间蒸笼之间的全部差别。

  3. 跨过 0 ℃:气温在冰点、湿度 50%

    1. 空气 0 ℃,相对湿度 50%
    2. 0 ℃ 的饱和水汽压:611 Pa → 6.11 hPa
    3. e = 0.50 × 611 = 306 Pa → 3.06 hPa
    4. t_d = −9.2 ℃——气温在冰点上,露点在冰点下
    5. 华氏那一行:15.4 ℉

    这是最容易让人愣一下的那一档:空气正在冰点上,露点却在它下面近十度——这不是矛盾,而是一个再普通不过的冬日读数。也是从这一档开始,本页选哪一组常数开始起作用。−9.2 ℃ 是水面口径的露点,天气预报报的是它、暖通设计也是按它算的。而冷表面上真正开始结霜的那个温度叫霜点,与露点略有差别——同样的水汽压,冰面上的饱和发生得比水面上的饱和更靠近 0 ℃ 一点,所以这里的霜点比露点高约 1 ℃。真要那个数,把同一条式子里的 17.62 换成 22.46、243.12 换成 272.62 再算一遍就行。

  4. 已经饱和:20 ℃、100%

    1. 空气 20 ℃,相对湿度 100%
    2. 100% 时实际水汽压等于饱和值:2333 Pa → 23.33 hPa
    3. 让 2333 Pa 正好饱和的温度就是 20 ℃——气温本身
    4. 于是露点与气温严格相等,华氏那一行读 68 ℉

    饱和时露点与气温是同一个数,这不是巧合也不是取整的产物——它就是定义。把饱和空气再冷一点点,水就出来;把它加热,相对湿度自己掉到 100% 以下,而水既没加也没减。所以 100% 这一档是拿来检验一个露点计算器的地方:反解那一步里任何一处代数疏漏(两个常数换了位置、对数里的比值上下颠倒)都会在这里现形——算出来的数不等于填进去的数,而其它用例只会给出一个安安静静错着的数。

局限

0 ℃ 以下,本页给出的数是水面口径的露点,它与霜点不是同一个数。两条曲线不同,是因为冰与过冷水有不同的饱和水汽压;差别不大——−10 ℃ 处约 1 ℃——但它是真实的,而且它决定了你该报哪一个。本页自始至终用水面那一组常数(17.62 与 243.12),理由有两条:天气预报与暖通报的就是水面口径的那个值;而要自动切换,页面必须先解出露点才知道该用哪一组常数,那是个绕回来的问题。要霜点,把同一条式子里的常数换成 22.46 与 272.62,它们在约 −65 ℃ 到略低于冰点的范围里有效,容差更宽,约 ±1%。两组都是马格努斯型的拟合式:经验值,水面那一对在 −45 ~ +60 ℃ 内约 ±0.6%,温度输入界就卡在这个区间。另外,水面上的饱和与多孔材料里的饱和是两回事:墙体空腔、油箱或者密封包装里空气的露点,取决于里面有哪些表面、以及有没有一汪液态水在蒸发。最后一层假设是空气温度均匀——冷表面旁边那层被冷却的空气有自己的温度,真正凝水的正是那一层,不是整个房间。

常见问题

露点公式是什么?
分两步。先求空气温度下的饱和水汽压,用的是马格努斯式:e_s = 611.2 · exp(17.62·t / (243.12 + t)),t 是摄氏度,结果单位帕。再把相对湿度乘上去得到实际水汽压:e = RH/100 · e_s。露点就是让 e 正好饱和的那个温度,把第一条式子反解过来:t_d = 243.12 · ln(e/611.2) / (17.62 − ln(e/611.2))。本页三步都跑,并把水汽压也印出来,好让你看见中间那一步而不是只能信结果。
这个露点计算器怎么用?
填空气温度(摄氏或华氏都行,看你温度计读的是哪个)与相对湿度(0 到 100 的百分数)。得到的主结果是摄氏露点,下面一行是同一个数的华氏,再下面是水汽压(百帕)。没有要留空的格子,也没有要反解的量:两个输入都是已知量,露点就是答案。如果你的湿度读数来自干湿球温度计的一对温度,得先把那一对换算成相对湿度——这一页收的是百分数,不是那两支温度计。
露点比相对湿度多告诉了我什么?
它告诉你空气里实际有多少水,而且不随空气冷热而变。相对湿度是个比值,温度一变它就变,哪怕水既没加也没减:同一团空气早上是 70%、下午变成 40%,可能只是因为下午热了。露点不这么走,所以它是两个房间、两天之间该拿来比较的那个数。实际用起来,露点还直接回答了人们真正想问的那件事——这个表面会不会湿,因为表面比露点冷就会出汗,而光有相对湿度是答不了的,你还得知道表面温度。
露点多少算舒服?
低于约 13 ℃ 觉得干,13 到 16 ℃ 舒服,16 到 20 ℃ 有点潮,20 ℃ 以上开始发黏。换成华氏,那几条线大约在 55、60 与 68 ℉ 附近,这也是美国夏天天气预报更爱报露点而不是湿度的原因。再往上,约 24 ℃(75 ℉)时空气已经压抑,户外体力活动开始有真实风险——那正是热指数接管的地方:大热天配上这么高的露点,热指数就会比气温高出很多。暖通里还有一条相关的线:冷冻水与风管表面的温度都压在设计的露点之上,为的就是不滴水。
为什么 0 ℃ 以下给的是露点而不是霜点?
因为本页一路用的是水面上那条饱和曲线,而这正是天气预报与暖通遵循的口径。冰面上的饱和是另一条曲线——水分子从冰面跑出来比从过冷水表面跑出来更难一些——所以在同样的水汽量下,霜点比露点略高,−10 ℃ 处高约 1 ℃。两个数都成立,只是回答的问题不同,而页面会说清给的是哪一个。需要霜点就把常数换掉:同一条式子里 17.62 换成 22.46、243.12 换成 272.62,那一组在约 −65 ℃ 到略低于冰点之间有效。
为什么我量到的露点与这里算的不一样?
通常是湿度那一格的问题,不是算术的问题。便宜的湿度计标称 ±3% 到 ±5% 相对湿度,而饱和曲线很陡,20 ℃ 处差几个百分点,露点就差约一度。读数取在暖气、水壶或者人呼气旁边,测到的是那个源头而不是房间;刚在浴室里用过的传感器也会偏高,得等它干回来。马格努斯式本身在本页接受的区间内约 ±0.6%,很少是解释。两台仪器对不上时,比它们的露点而不是相对湿度——露点才是共同的那个量,它上面出现分歧才算真的分歧。

参考资料

相关计算器