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饱和

环境科学知识

饱和（saturation）是指在给定的温度和压强下，湿空气与水面或冰面之间保持动态平衡的状态。饱和差是指某地空气在某温度下的饱和水汽压与当时实际水汽压的差值。饱和差越小，表明该地当时的实际水汽压越接近饱和水汽压。

概念
饱和（saturation）是指在给定的温度和压强下，湿空气与水面或冰面之间保持动态平衡的状态。此时湿空气的水汽压称为饱和水汽压，湿空气称为饱和空气。
状态判据
饱和差是指某地空气在某温度下的饱和水汽压与当时实际水汽压的差值。其单位与气压单位相同，用hPa表示。饱和差越小，表明该地当时的实际水汽压越接近饱和水汽压；当饱和差为零时，则该地当时的空气已达到饱和。不同时间或不同地点的饱和差可以相同，但它们的相对湿度和绝对湿度却不同。因为仅知道饱和差一个值，并不能确定相对湿度和绝对湿度。所以，单一的饱和差异不能表示湿度大小。只有已知饱和差和气温及露点后，才能求出相对湿度和绝对湿度。
相关物理量
饱和水汽压
饱和水汽压是指在一定温度下，空气中的水汽与其下方的水或冰处于相变平衡时湿空气中的水汽压。此时，湿空气对水面（或冰面）而言称为饱和湿空气，其饱和水汽压称为水面（或冰面）饱和水汽压。饱和时，离开水面（或冰面）的水分子与从空气中回到水中（或冰中）的数目相等。饱和水汽压仅是温度的函数。常用公式为：
式中E为饱和水汽压；E0=6.1078hPa，为0℃时饱和水汽压；t 为水汽的温度（℃）。
冰面上饱和水汽压与温度之间常用的关系是：
饱和湿静力总温度
饱和湿静力总温度指在假定单位质量空气块的比湿q等于饱和比湿qs，而温度不变时，求得的湿静力总温度。
因为一般气象探测很难探测到大气饱和情况，所以饱和湿静力总温度只是一个假设的物理量，主要用来分析大气层结静力稳定性和空气块的水汽饱和程度。
饱和能差相当温度
饱和能差相当温度，简称饱和能差，是指饱和湿静力总温度之差。表达式为：
这里，L为凝结潜热系数，Cp为定压比热，qs为饱和比湿，q为比湿，P为气压，E为饱和水汽压，e为水汽压。在等压面上 只是温度和湿度的函数，与饱和差（E-e）是线性正比例关系，而温度露点差（T-Td）与饱和差则是呈指数关系。因此，等压面上用 表示空气的饱和程度，要比用（T-Td）更为合适。
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