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水分循环实验中的温度、相对湿度数据与解释
张学文,2014/6/4
昨天在http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-800092.html博客中介绍了一个在实验室模拟地球水分循环的简单实验。现在介绍实验中的一组温度、相对湿度数据以及对它的认识。
1. 丑话说在前面,我用的温度计、相对湿度计,都是一般市场买的没有鉴定证的。所以准确性不高。我们的观测也是隔着罐子壁,所以不很准确。我们也仅记录小数点以上的数值。
2. 观测进行了多次,但是仅有2014年5月30日白天我是每一个小时一次做记录。下面是对应的数值表。注意地点是乌鲁木齐而时间的北京时间,乌鲁木齐的中午是北京时间的14时!.即早晨北京时间8时是地方时的6时(春分日的日出时间)。表中红字对应太阳高度最高的时刻。
相对湿度值 | 8时 | 9时 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 |
湿罐子 | 90 | 88 | 81 | 78 | 75 | 58 | 62 | 60 | 62 | 52 | 63 | 79 | 90 | 90 |
干罐子 | 30 | 38 | 38 | 23 | 33 | 28 | 28 | 27 | 28 | 24 | 25 | 29 | 32 | 28 |
温度值 | 8时 | 9时 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 |
湿罐子 | 27 | 26 | 30 | 32 | 33 | 46 | 44 | 47 | 45 | 50 | 43 | 35 | 29 | 29 |
干罐子 | 27 | 23 | 28 | 29 | 31 | 43 | 40 | 42 | 40 | 47 | 39 | 32 | 25 | 25 |
3. 对温度数据的初步分析:5月30日乌鲁木齐是晴天,基本无云,中午、下午的气温低于30度。但是罐子里的温度可以高达46、47、50度。这应当用所谓花房效应(温室效应)来说明。不足为怪。但是湿罐子的温度居然比干罐子更高则是我们预先没有想到的(其他日子的观测也是类似结果)。如何理解它?后面再讨论。
4. 关于干湿罐子里的湿度的日变化,则表现出湿罐子高,这应当在预料之中。但是湿罐子在中午有积水、水滴的情况下居然相对湿度没有达到饱和的100%的相对湿度则是一个迷惑。难道密封的有积水的罐子里的水汽没有饱和?为什么?是仪器的误差太大?不清楚。
5. 我感到密封罐子在日光下的温度高于气温是应当的。但是湿罐子反而比干罐子在中午更热,似乎只能用水汽对温度的影响比我们原有的认识要强烈来安慰自己。这是真的?我们的观测有问题?不会,而如何解释它可能使我们对水汽作用有新看法。水汽的温室效应是否被我们低估了?
6. 我目前只能谈这些了,总之搞水分循环的实验室模拟是可行的(我关于密封罐子里日光下的蒸发量的测量还没有做),它涉及的很多环节都有待进一步认识。
7. 您对此有什么看法?
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