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露點溫度計算機(氣溫、濕度、露點互算)

請在氣溫、相對濕度、露點溫度中,輸入任兩個(剩下的一個保持空白)。會算出空白的那一個,並顯示水氣壓、飽和水氣壓、絕對濕度的概算值,以及濕度與露點溫度關係的圖表。

請在三個欄位中「剛好填入兩個」(最常用的方式,是輸入氣溫和相對濕度來求露點溫度)。溫度的單位可以在下拉選單中從 °C、°F、K 選擇。
計算結果與圖表
在左邊的輸入欄,於氣溫、相對濕度、露點溫度其中兩個填入數值,按下「計算」,剩下的一個就會顯示在這裡。

這個頁面可以做什麼

  • 只要輸入氣溫和濕度(天氣預報的相對濕度),馬上就能知道露點溫度=空氣冷卻時開始結露(出現水滴)的溫度
  • 氣溫、相對濕度、露點溫度三個中,輸入任兩個就能反推剩下的一個(也能由露點求濕度,或由濕度和露點求氣溫)
  • 溫度支援 °C、°F、K 三種單位,結果會同時以三種單位顯示
  • 也能同時知道水氣壓、飽和水氣壓、絕對濕度(每 1 立方公尺所含水氣的公克數)的概算值
  • 用圖表一眼就能看出「濕度下降時,露點溫度會下降多少」
本頁的計算,使用的是氣象學中廣泛使用的 Magnus 近似式(係數 a = 17.27、b = 237.7)。作為日常參考精度已經足夠,但終究是近似值,在極端的低溫、高溫下可能和實測有落差。水氣壓、絕對濕度也是用同一個近似式算出的概算值。

這個計算有什麼用?

窗戶結露對策(知道窗戶幾度以下會結露)

室溫 20°C、濕度 60% 的房間,露點溫度約 12.0°C。也就是說,寒流來襲、窗玻璃被外面的冷空氣冷卻到 12°C 以下時,表面就會開始結露。
對策也能用數字來想。同樣的室溫,用除濕機把濕度降到 50%,露點溫度就降到約 9.3°C,只要窗戶沒有冷到這個溫度就不會結露。「除濕」和「加強窗戶隔熱(氣密窗、隔熱膜)提高表面溫度」這兩個常見的對策,都是在製造「窗戶表面溫度 > 露點溫度」的狀態。

衣櫃、牆角的防黴,以及「回南天」的反潮

即使是同一個房間的空氣,越冷的地方相對濕度越高。室溫 20°C、濕度 60% 的空氣(露點溫度約 12.0°C)來到表面溫度 15°C 的冰冷牆角時,牆角的相對濕度就相當於約 82%。一般認為濕度越高越容易發黴,超過 80% 時黴菌就會很活躍,所以房間中央沒問題,牆角、衣櫃裡、家具背面卻偏偏發黴。
春天的「回南天」也是同樣的道理:寒流過後,溫暖潮濕的南風吹進來,氣溫 22°C、濕度 90% 的空氣露點溫度約 20.3°C,還很冰的磁磚地板(例如 18°C)低於這個溫度,就會濕答答地「反潮」。這時開窗反而會讓濕氣進來,關窗開除濕機比較有效。

冷氣「除濕」和冰杯子上水滴的真面目

氣溫 30°C、濕度 70% 的空氣,露點溫度約 23.9°C。冷氣內部有比這冷得多的冷卻鰭片(10°C 左右),空氣通過時大幅低於露點溫度,水氣就變成水滴,從排水管排到室外。這就是除濕的原理(開冷氣時自動發生的除濕也一樣)。
夏天冰飲料的杯子外側變濕也是同樣的現象:杯子表面溫度比房間空氣的露點溫度低,所以結露了。

霧的預報(氣溫降到露點溫度就會起霧)

傍晚氣溫 15°C、濕度 85% 時,露點溫度約 12.5°C。晴朗、風小的夜晚會因輻射冷卻讓氣溫持續下降,清晨氣溫降到接近 12.5°C 時,整片空氣達到飽和,就容易起霧。
氣象上,氣溫和露點溫度的差(溫度露點差)越小,就判斷越容易形成霧和雲。中央氣象署在霧使能見度不足 200 公尺時發布「濃霧特報」,春天金門、馬祖的濃霧有時會讓機場關閉;知道兩個溫度的差,就更能看懂這類預報。

機房、工廠、博物館的濕度管理

處理精密儀器和文物的地方,有時不只看相對濕度,而是直接用露點溫度來管理空調。資料中心的空調基準(ASHRAE 的指引)用露點溫度訂定建議範圍,是因為冷卻的地板下配管或面向外氣的部分一旦結露,就會造成設備故障、漏電或生鏽。
例如室溫 24°C、濕度 45% 的房間,露點溫度約 11.3°C,就能用「室內任何表面都不要冷到 11.3°C 以下(或把露點降得更低)」的方式管理結露風險。不過太乾燥又會增加靜電,所以會在下限之間調整。

公式與圖表

由氣溫和相對濕度求露點溫度的公式(Magnus 近似式)
圖表
數學寫法 (一般的數學式)
\(\gamma\) \(=\) \(\ln\left(\dfrac{RH}{100}\right)\) \(+\) \(\dfrac{17.27\,T}{237.7 + T}\)
\(T_d\) \(=\) \(237.7\,\gamma\) \(\div\) \((17.27 - \gamma)\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
③ 中間值 \(\gamma\) \(=\) ① 濕度項 \(+\) ② 氣溫項
⑥ 露點溫度 \(T_d\) \(=\) ④ 237.7 × \(\gamma\) \(\div\) ⑤ 17.27 − \(\gamma\)
用文字讀公式
① 把 濕度項 ln(相對濕度 \(RH\)(%)÷ 100)
② 加上 氣溫項 17.27 × 氣溫 \(T\)(°C)÷(237.7 + 氣溫 \(T\)) ,
③ 就得到 中間值 \(\gamma\)(gamma,表示空氣潮濕程度的值) 。接著
④ 把 237.7 × \(\gamma\)
⑤ 除以 17.27 − \(\gamma\) ,
⑥ 就得到 露點溫度 \(T_d\)(°C)
簡單範例
氣溫 20°C、相對濕度 65% 時的露點溫度(濕度項 = ln(0.65) ≈ −0.4308,氣溫項 ≈ 1.3403):
中間值 γ \(=\) 濕度項(−0.4308) \(+\) 氣溫項(1.3403)
\(\gamma = -0.4308 + 1.3403 = 0.9095\)
\(T_d = \dfrac{237.7 \times 0.9095}{17.27 - 0.9095} \approx \dfrac{216.2}{16.36} \approx 13.2\ \ (^\circ C)\)
思考重點
中間值 \(\gamma\)(gamma)是把「目前空氣的潮濕程度」整理成一個數。濕度越高、氣溫越高,\(\gamma\) 就越大,露點溫度也越高。 氣溫 \(T\) 以攝氏(°C)代入公式(華氏、克耳文要先換算成攝氏)。相對濕度 100% 時,\(\ln(1) = 0\),所以露點溫度和氣溫完全一致(目前的空氣已經到達水氣的上限=再冷一點就會馬上開始結露的狀態)。 係數 17.27 和 237.7,是為了符合水的飽和水氣壓實測值而決定的 Magnus 近似式常數。
由氣溫和露點溫度求相對濕度的公式
圖表
數學寫法 (一般的數學式)
\(RH\) \(=\) \(100\) \(\times\) \(\exp\left(\dfrac{17.27\,T_d}{237.7 + T_d}\right)\) \(\div\) \(\exp\left(\dfrac{17.27\,T}{237.7 + T}\right)\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
④ 相對濕度 \(RH\) \(=\) ③ 換成百分率的 \(100\) \(\times\) ① 露點溫度項 \(\div\) ② 氣溫項
用文字讀公式
① 把 露點溫度 \(T_d\) 的項(對應目前空氣實際含有的水氣量)
② 除以 氣溫 \(T\) 的項(對應這個氣溫下最多能含有的水氣量) ,
③ 再乘以 換成百分率的 \(100\) ,
④ 就得到 相對濕度 \(RH\)(%)
簡單範例
氣溫 25°C、露點溫度 15°C 時的相對濕度(露點溫度項 ≈ 2.7875,氣溫項 ≈ 5.1733):
相對濕度 \(RH\) \(=\) 100 \(\times\) 露點溫度項(2.7875) \(\div\) 氣溫項(5.1733)
\(100 \times 2.7875 \div 5.1733 \approx 53.9\ \ (\%)\)
思考重點
\(\exp\) 是自然指數函數(\(e \approx 2.718\) 的次方)。兩個項分別和各溫度下的飽和水氣壓(下方的公式 (4))成正比,所以這個公式正是「實際含有的水氣量 ÷ 最多能含有的水氣量」這個相對濕度的定義本身。 露點溫度越接近氣溫,相對濕度就越接近 100%(潮濕悶熱);露點溫度比氣溫低很多時,相對濕度就小(乾爽)。
由相對濕度和露點溫度求氣溫的公式
圖表
數學寫法 (一般的數學式)
\(\gamma_t\) \(=\) \(\dfrac{17.27\,T_d}{237.7 + T_d}\) \(-\) \(\ln\left(\dfrac{RH}{100}\right)\)
\(T\) \(=\) \(237.7\,\gamma_t\) \(\div\) \((17.27 - \gamma_t)\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
③ 中間值 \(\gamma_t\) \(=\) ① 露點溫度項 \(-\) ② 濕度項
⑥ 氣溫 \(T\) \(=\) ④ 237.7 × \(\gamma_t\) \(\div\) ⑤ 17.27 − \(\gamma_t\)
用文字讀公式
① 用 露點溫度項 17.27 × 露點溫度 \(T_d\)(°C)÷(237.7 + 露點溫度 \(T_d\))
② 減去 濕度項 ln(相對濕度 \(RH\)(%)÷ 100) ,
③ 就得到 中間值 \(\gamma_t\)(gamma t) 。接著
④ 把 237.7 × \(\gamma_t\)
⑤ 除以 17.27 − \(\gamma_t\) ,
⑥ 就得到 氣溫 \(T\)(°C)
簡單範例
相對濕度 50%、露點溫度 10°C 時的氣溫(露點溫度項 ≈ 0.6972,濕度項 = ln(0.5) ≈ −0.6931):
中間值 γt \(=\) 露點溫度項(0.6972) \(-\) 濕度項(−0.6931)
\(\gamma_t = 0.6972 - (-0.6931) = 0.6972 + 0.6931 \approx 1.3904\)
\(T = \dfrac{237.7 \times 1.3904}{17.27 - 1.3904} \approx \dfrac{330.5}{15.88} \approx 20.8\ \ (^\circ C)\)
思考重點
這個公式,是把公式 (1)(求露點溫度的公式)「改成解氣溫 \(T\)」得到的。形狀和公式 (1) 幾乎一樣並不是巧合,而是因為在 Magnus 近似式中,氣溫和露點溫度扮演對稱的角色。 濕度在 100% 以下,所以 \(\ln(RH \div 100)\) 小於或等於 0,減去它的 \(\gamma_t\) 一定大於或等於露點溫度項。也就是說,算出來的氣溫一定大於或等於露點溫度,和「露點溫度不會超過氣溫」的關係互相吻合。
飽和水氣壓的公式(Magnus 近似式)
圖表
數學寫法 (一般的數學式)
\(e_s(T)\) \(=\) \(6.112\) \(\times\) \(\exp\left(\dfrac{17.27\,T}{237.7 + T}\right)\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
③ 飽和水氣壓 \(e_s\) \(=\) ① 常數 \(6.112\) \(\times\) ② 氣溫項
用文字讀公式
① 把 常數 \(6.112\)(0°C 時的飽和水氣壓,單位是 hPa)
② 乘以 氣溫 \(T\)(°C)的項(溫度越高越大的倍率) ,
③ 就得到 飽和水氣壓 \(e_s(T)\)(hPa)
簡單範例
氣溫 20°C 時的飽和水氣壓(氣溫項 = exp(1.3403) ≈ 3.8203):
飽和水氣壓 \(e_s\) \(=\) 6.112 \(\times\) 氣溫項(3.8203)
\(6.112 \times 3.8203 \approx 23.3\ \ (\mathrm{hPa})\)
思考重點
飽和水氣壓是「某個溫度的空氣含有最多水氣時的水氣壓力」。溫度越高,它會以陡峭的曲線變大(20°C 約 23.3 hPa,30°C 約 42.3 hPa)。正是「溫度上升,上限就增加」這個性質,揭開了結露、霧、除濕所有現象的謎底。 本頁的公式 (1)~(3),全都是由這個飽和水氣壓的公式(Magnus 近似式)推得的。國中自然科學中,是用飽和水氣量(g/m³)代替壓力(hPa)學習同樣的內容,意思是一樣的。
水氣壓與絕對濕度的公式(以 Magnus 近似式概算)
數學寫法 (一般的數學式)
\(e\) \(=\) \(e_s(T_d)\)
\(AH\) \(=\) \(216.7\) \(\times\) \(e\) \(\div\) \((T + 273.15)\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
② 水氣壓 \(e\) \(=\) ① 露點時的 \(e_s\)
⑥ 絕對濕度 \(AH\) \(=\) ③ 常數 \(216.7\) \(\times\) ④ 水氣壓 \(e\) \(\div\) ⑤ 絕對溫度(K)
用文字讀公式
① 露點溫度 \(T_d\) 時的飽和水氣壓 \(e_s(T_d)\)(把露點溫度代入公式 (4) 的值) 直接就是
② 水氣壓 \(e\)(hPa,目前空氣實際含有的水氣壓力) 。接著
③ 把 常數 \(216.7\)
④ 乘以 水氣壓 \(e\)(hPa) ,
⑤ 再除以 絕對溫度(氣溫 \(T\) + 273.15)(K) ,
⑥ 就得到 絕對濕度 \(AH\)(\(\mathrm{g/m^3}\))
簡單範例
氣溫 20°C、露點溫度 13.2°C 時(用公式 (4) 得 \(e_s(13.2) \approx 15.2\)):
絕對濕度 \(AH\) \(=\) 216.7 \(\times\) 水氣壓(15.2) \(\div\) 絕對溫度(293.15)
\(e = e_s(13.2) \approx 15.2\ \ (\mathrm{hPa})\)
\(AH = \dfrac{216.7 \times 15.2}{20 + 273.15} \approx 11.2\ \ (\mathrm{g/m^3})\)
思考重點
「水氣壓 = 露點溫度時的飽和水氣壓」是露點溫度定義的另一種說法(空氣冷卻到露點的那一刻,實際含有的水氣剛好到達上限)。 絕對濕度是「1 立方公尺空氣中所含水氣的質量(公克)」,和相對濕度(%)不同,氣溫改變時數值幾乎不變。防黴、防塵蟎和管理加濕時,有時會使用這個絕對濕度。常數 216.7 是由水氣的氣體常數決定的值。 本頁的水氣壓、飽和水氣壓、絕對濕度,都是用公式 (4) 的 Magnus 近似式一致算出的概算值(和使用更高精度公式的資料可能相差不到 1%)。
露點溫度是「把空氣慢慢冷卻時,開始結露(出現水滴)的溫度」。可以由氣溫和相對濕度用 Magnus 近似式計算:濕度 100% 時露點溫度和氣溫一致,濕度越低露點溫度就越低。露點溫度在零度以下時,凝結的不是露而是霜。

符號與用語解說

符號

\(T_d\) 露點溫度(Dew point temperature),也就是空氣冷卻時開始結露(出現水滴)的溫度。公式中使用攝氏(°C)。
\(T\) 氣溫。本頁的公式全部使用攝氏(°C)(以 °F、K 輸入時,會自動換算成攝氏再計算)。
\(RH\) 相對濕度(Relative Humidity),也就是天氣預報中的「濕度」,把 0~100 的 % 值直接代入公式(例如:濕度 65% → 65)。
\(\gamma\)、\(\gamma_t\) 計算過程中出現的中間值,把「目前空氣的潮濕程度」整理成一個數。透過它,就能用一個公式求出露點溫度或氣溫。
\(e_s(T)\) 溫度 T 時的飽和水氣壓(hPa),也就是這個溫度的空氣含有最多水氣時的水氣壓力,溫度越高越大。
\(e\) 水氣壓(hPa),也就是目前空氣實際含有的水氣壓力,等於露點溫度時的飽和水氣壓。
\(AH\) 絕對濕度(Absolute Humidity),也就是 1 立方公尺空氣中所含水氣的質量(g/m³)。
\(\exp\) 自然指數函數。\(\exp(x)\) 就是 \(e \approx 2.718\) 的 \(x\) 次方。Excel 用 EXP 函數、Python 用 math.exp 計算。
\(\ln\) 自然對數。\(\ln(x)\) 表示「\(e\) 要取幾次方才會等於 \(x\)」,作用正好和 \(\exp\) 相反。\(\ln(1) = 0\),\(x\) 比 1 小時是負值。Excel 用 LN 函數、Python 用 math.log 計算。

用語

露點溫度 把空氣慢慢冷卻時,水氣開始變成水滴(開始結露)的溫度,也簡稱「露點」。空氣中的水氣越多就越高,所以也是判斷悶熱程度的參考(露點溫度高的日子就是悶熱的日子)。
相對濕度 表示空氣實際含有的水氣量,相當於這個氣溫下最多能含有的水氣量的百分之幾。天氣預報的「濕度」就是相對濕度。即使水氣量相同,氣溫下降時上限變小,相對濕度就會上升。
絕對濕度 1 立方公尺空氣中所含水氣的質量(g/m³)。和相對濕度不同,氣溫改變時數值幾乎不變,所以用來比較各房間空氣的乾燥程度,以及防黴、防塵蟎、管理加濕機等。
飽和水氣壓 在某個溫度下,空氣含有最多水氣時的水氣壓力(hPa),溫度越高就以陡峭的曲線變大。國中自然科學學到的「飽和水氣量(g/m³)」,是把同樣的內容用質量而不是壓力來表示。
水氣壓 空氣實際含有的水氣壓力(hPa)。「水氣壓 ÷ 飽和水氣壓 × 100」就是相對濕度(%)。
結露 空氣碰到比露點溫度還冷的物體,含不住的水氣變成水滴的現象。冬天窗玻璃內側變濕、冰飲料杯子外側出現水滴,春天「回南天」時地板、牆壁濕答答的「反潮」,都是結露。物體表面溫度是否低於露點溫度,決定了會不會結露。
霜 露點溫度未達 0°C 時,水氣不經過水滴,直接變成冰的結晶附著在物體上。這時的溫度有時會和露點區別,稱為「霜點」。台灣高山和中部山區的寒冬清晨也看得到。
Magnus 近似式 用溫度的公式簡便求出飽和水氣壓的近似式,名稱來自 19 世紀的物理學家 Magnus。係數有幾種流派,本頁使用經典的 a = 17.27、b = 237.7、6.112 hPa 這一組(有些資料使用 17.62、243.12 等改良係數,所以數值可能略有不同)。
溫度露點差 氣溫減去露點溫度的差(°C),也簡稱露點差。氣象上用來表示空氣的潮濕程度,差越小(氣溫和露點溫度越接近),越容易形成霧和雲。
華氏
(°F)
美國使用的溫度單位。水結冰的溫度是 32 °F,沸騰的溫度是 212 °F。和攝氏的換算是 °F = °C × 9/5 + 32。
克耳文
(K)
科學上使用的絕對溫度單位,也叫克氏溫標,等於攝氏加上 273.15(0°C = 273.15 K)。絕對濕度公式中的「T + 273.15」,就是把氣溫換成克耳文。

建議先了解的基礎知識

為了能「真正理解意義」地使用這個頁面的計算,這裡整理了建議事先了解的基礎知識。

比率與百分率(國小五年級,10~11 歲)
  • 知道「濕度 65%」是「含有最多能含水氣量的 65%」這種比率的說法
代數式與代入(國中一年級,12~13 歲)
  • 能把數值代入公式中的 \(T\) 和 \(RH\) 來計算
  • 能遵守先乘除、後加減等計算順序
飽和水氣量與濕度(國中自然科學,12~15 歲)
  • 知道空氣能含有的水氣量在每個溫度都有上限,溫度越高上限越大
  • 知道把空氣冷卻時,含不住的水氣會變成水滴(結露)
溫度的單位(國中自然科學起)
  • 知道溫度有攝氏(°C)、華氏(°F)、克耳文(K)等多種單位,可以用公式互相換算
指數函數與對數函數(高中,15~18 歲)
  • 大致知道公式中出現的 \(\exp\)(\(e\) 的次方)和 \(\ln\)(自然對數)是什麼樣的函數(計算本身可以交給 Excel 或 Python)

用 Excel 計算的方法

把下方表格整個複製,貼到 Excel 的 A1 儲存格就能直接使用。
求「由氣溫和相對濕度算露點溫度」的表格
氣溫(°C) 20
相對濕度(%) 65
中間值 γ =LN(B2/100)+17.27*B1/(237.7+B1)
露點溫度(°C) =237.7*B3/(17.27-B3)
求「由氣溫和露點溫度算相對濕度」的表格
氣溫(°C) 25
露點溫度(°C) 15
相對濕度(%) =100*EXP(17.27*B2/(237.7+B2)-17.27*B1/(237.7+B1))
求「由相對濕度和露點溫度算氣溫」的表格
相對濕度(%) 50
露點溫度(°C) 10
中間值 γt =17.27*B2/(237.7+B2)-LN(B1/100)
氣溫(°C) =237.7*B3/(17.27-B3)
求「飽和水氣壓、水氣壓、絕對濕度」的表格(Magnus 近似式)
氣溫(°C) 20
露點溫度(°C) 13.2
飽和水氣壓(hPa) =6.112*EXP(17.27*B1/(237.7+B1))
水氣壓(hPa) =6.112*EXP(17.27*B2/(237.7+B2))
絕對濕度(g/m3) =216.7*B4/(B1+273.15)
貼上之後,上方填數值的儲存格就是輸入欄,公式的儲存格會自動算出結果。
第 1 個表格是由氣溫和相對濕度求露點溫度,以範例值(20°C、65%),B3(中間值 γ)會顯示約 0.9095,B4 顯示約 13.2(°C)。
第 2 個表格是反推相對濕度,以範例值(氣溫 25°C、露點 15°C),B3 會顯示約 53.88(%)。
第 3 個表格是反推氣溫,以範例值(濕度 50%、露點 10°C),B4 會顯示約 20.8(°C)。
第 4 個表格以範例值(氣溫 20°C、露點 13.2°C),飽和水氣壓約 23.3(hPa),水氣壓約 15.2(hPa),絕對濕度約 11.2(g/m3)。

用 Google 試算表計算的方法

把下方表格整個複製,貼到 Google 試算表的 A1 儲存格就能直接使用。
求「由氣溫和相對濕度算露點溫度」的表格
氣溫(°C) 20
相對濕度(%) 65
中間值 γ =LN(B2/100)+17.27*B1/(237.7+B1)
露點溫度(°C) =237.7*B3/(17.27-B3)
求「由氣溫和露點溫度算相對濕度」的表格
氣溫(°C) 25
露點溫度(°C) 15
相對濕度(%) =100*EXP(17.27*B2/(237.7+B2)-17.27*B1/(237.7+B1))
求「由相對濕度和露點溫度算氣溫」的表格
相對濕度(%) 50
露點溫度(°C) 10
中間值 γt =17.27*B2/(237.7+B2)-LN(B1/100)
氣溫(°C) =237.7*B3/(17.27-B3)
求「飽和水氣壓、水氣壓、絕對濕度」的表格(Magnus 近似式)
氣溫(°C) 20
露點溫度(°C) 13.2
飽和水氣壓(hPa) =6.112*EXP(17.27*B1/(237.7+B1))
水氣壓(hPa) =6.112*EXP(17.27*B2/(237.7+B2))
絕對濕度(g/m3) =216.7*B4/(B1+273.15)
和 Excel 相同的公式可以直接使用(LN、EXP 也一樣)。把整個表格複製後貼到 A1 儲存格,再把輸入欄改成您自己的數值即可。

用 Python 計算的方法

import math

air_temperature_c = 20      # 氣溫(°C)
relative_humidity = 65      # 相對濕度(%)

magnus_a = 17.27            # Magnus 近似式的係數 a
magnus_b = 237.7            # Magnus 近似式的係數 b(°C)

# --- 由氣溫和相對濕度求露點溫度 ---
gamma = math.log(relative_humidity / 100) + magnus_a * air_temperature_c / (magnus_b + air_temperature_c)
dew_point_c = magnus_b * gamma / (magnus_a - gamma)
print(f"露點溫度:{dew_point_c:.1f} °C")

# --- 要由氣溫和露點溫度求相對濕度時,拿掉下面 2 行的註解符號(#) ---
# dew_point_c = 15          # 露點溫度(°C)
# relative_humidity = 100 * math.exp(magnus_a * dew_point_c / (magnus_b + dew_point_c) - magnus_a * air_temperature_c / (magnus_b + air_temperature_c))

# --- 要由相對濕度和露點溫度求氣溫時,拿掉下面 2 行的註解符號(#) ---
# gamma_t = magnus_a * dew_point_c / (magnus_b + dew_point_c) - math.log(relative_humidity / 100)
# air_temperature_c = magnus_b * gamma_t / (magnus_a - gamma_t)

# --- 水氣壓、飽和水氣壓、絕對濕度(同一個 Magnus 近似式的概算值) ---
saturation_vapor_pressure = 6.112 * math.exp(magnus_a * air_temperature_c / (magnus_b + air_temperature_c))  # hPa
vapor_pressure = 6.112 * math.exp(magnus_a * dew_point_c / (magnus_b + dew_point_c))  # hPa
absolute_humidity = 216.7 * vapor_pressure / (air_temperature_c + 273.15)  # g/m3
print(f"飽和水氣壓:{saturation_vapor_pressure:.1f} hPa / 水氣壓:{vapor_pressure:.1f} hPa / 絕對濕度:{absolute_humidity:.1f} g/m3")
只用標準函式庫(math)就能執行。把開頭的氣溫和相對濕度改掉後執行,就會顯示露點溫度,以及水氣壓、絕對濕度的概算值。想反推相對濕度或氣溫時,請拿掉中間註解行的註解符號(#)。

用 LaTeX 等數學式語言的寫法(可直接複製)

由氣溫和相對濕度求露點溫度的公式(Magnus 近似式)
γ = ln(RH/100) + 17.27T/(237.7 + T),  Td = 237.7γ/(17.27 − γ)
\gamma = \ln\left(\dfrac{RH}{100}\right) + \dfrac{17.27\,T}{237.7 + T}, \quad T_d = \dfrac{237.7\,\gamma}{17.27 - \gamma}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>&#x03B3;</mi>
    <mo>=</mo>
    <mi>ln</mi>
    <mo>(</mo>
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    <mfrac>
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    <mo>,</mo>
    <msub><mi>T</mi><mi>d</mi></msub>
    <mo>=</mo>
    <mfrac>
      <mrow><mn>237.7</mn><mi>&#x03B3;</mi></mrow>
      <mrow><mn>17.27</mn><mo>&#x2212;</mo><mi>&#x03B3;</mi></mrow>
    </mfrac>
  </mrow>
</math>
gamma = ln(RH/100) + (17.27 T)/(237.7 + T),  T_d = (237.7 gamma)/(17.27 - gamma)
gamma = Log[rh/100] + 17.27*t/(237.7 + t); td = 237.7*gamma/(17.27 - gamma)
g := ln(RH/100) + 17.27*T/(237.7 + T); Td := 237.7*g/(17.27 - g);
g = log(RH/100) + 17.27*T/(237.7 + T); Td = 237.7*g/(17.27 - g);
γ = ln(RH/100) + 17.27T/(237.7 + T), T_d = 237.7γ/(17.27 − γ)
由氣溫和露點溫度求相對濕度的公式
RH = 100 × exp(17.27Td/(237.7 + Td)) ÷ exp(17.27T/(237.7 + T))
RH = 100 \times \dfrac{\exp\left(\dfrac{17.27\,T_d}{237.7 + T_d}\right)}{\exp\left(\dfrac{17.27\,T}{237.7 + T}\right)}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>RH</mi>
    <mo>=</mo>
    <mn>100</mn>
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        </mfrac>
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      </mrow>
      <mrow>
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        <mo>(</mo>
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          <mrow><mn>237.7</mn><mo>+</mo><mi>T</mi></mrow>
        </mfrac>
        <mo>)</mo>
      </mrow>
    </mfrac>
  </mrow>
</math>
RH = 100 exp((17.27 T_d)/(237.7 + T_d)) / exp((17.27 T)/(237.7 + T))
rh = 100*Exp[17.27*td/(237.7 + td)]/Exp[17.27*t/(237.7 + t)]
RH := 100*exp(17.27*Td/(237.7 + Td))/exp(17.27*T/(237.7 + T));
RH = 100*exp(17.27*Td/(237.7 + Td))/exp(17.27*T/(237.7 + T));
RH = 100 exp(17.27T_d/(237.7 + T_d))/exp(17.27T/(237.7 + T))
由相對濕度和露點溫度求氣溫的公式
γt = 17.27Td/(237.7 + Td) − ln(RH/100),  T = 237.7γt/(17.27 − γt)
\gamma_t = \dfrac{17.27\,T_d}{237.7 + T_d} - \ln\left(\dfrac{RH}{100}\right), \quad T = \dfrac{237.7\,\gamma_t}{17.27 - \gamma_t}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
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    </mfrac>
  </mrow>
</math>
gamma_t = (17.27 T_d)/(237.7 + T_d) - ln(RH/100),  T = (237.7 gamma_t)/(17.27 - gamma_t)
gammat = 17.27*td/(237.7 + td) - Log[rh/100]; t = 237.7*gammat/(17.27 - gammat)
gt := 17.27*Td/(237.7 + Td) - ln(RH/100); T := 237.7*gt/(17.27 - gt);
gt = 17.27*Td/(237.7 + Td) - log(RH/100); T = 237.7*gt/(17.27 - gt);
γ_t = 17.27T_d/(237.7 + T_d) − ln(RH/100), T = 237.7γ_t/(17.27 − γ_t)
飽和水氣壓的公式(Magnus 近似式)
es(T) = 6.112 × exp(17.27T/(237.7 + T))
e_s(T) = 6.112 \times \exp\left(\dfrac{17.27\,T}{237.7 + T}\right)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <msub><mi>e</mi><mi>s</mi></msub>
    <mo>(</mo><mi>T</mi><mo>)</mo>
    <mo>=</mo>
    <mn>6.112</mn>
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    <mi>exp</mi>
    <mo>(</mo>
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      <mrow><mn>237.7</mn><mo>+</mo><mi>T</mi></mrow>
    </mfrac>
    <mo>)</mo>
  </mrow>
</math>
e_s(T) = 6.112 exp((17.27 T)/(237.7 + T))
es = 6.112*Exp[17.27*t/(237.7 + t)]
es := 6.112*exp(17.27*T/(237.7 + T));
es = 6.112*exp(17.27*T/(237.7 + T));
e_s(T) = 6.112 exp(17.27T/(237.7 + T))
水氣壓與絕對濕度的公式(以 Magnus 近似式概算)
e = es(Td),  AH = 216.7e/(T + 273.15)
e = e_s(T_d), \quad AH = \dfrac{216.7\,e}{T + 273.15}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>e</mi>
    <mo>=</mo>
    <msub><mi>e</mi><mi>s</mi></msub>
    <mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mi>d</mi></msub><mo>)</mo>
    <mo>,</mo>
    <mi>AH</mi>
    <mo>=</mo>
    <mfrac>
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      <mrow><mi>T</mi><mo>+</mo><mn>273.15</mn></mrow>
    </mfrac>
  </mrow>
</math>
e = e_s(T_d),  AH = (216.7 e)/(T + 273.15)
e = 6.112*Exp[17.27*td/(237.7 + td)]; ah = 216.7*e/(t + 273.15)
vp := 6.112*exp(17.27*Td/(237.7 + Td)); AH := 216.7*vp/(T + 273.15);
e = 6.112*exp(17.27*Td/(237.7 + Td)); AH = 216.7*e/(T + 273.15);
e = e_s(T_d), AH = 216.7e/(T + 273.15)

請 ChatGPT  幫忙計算的方法

你是氣象計算的助理。請務必實際執行 Python 程式碼來進行下面的計算,並只以執行結果的數值作為回答的依據(不要用心算或推測回答)。

請用 Magnus 近似式(係數 a = 17.27、b = 237.7),求出氣溫 20°C、相對濕度 65% 時的露點溫度。
計算步驟:
1. 計算 γ = ln(RH ÷ 100) + a × T ÷ (b + T)(T 是攝氏氣溫,RH 是以 % 表示的相對濕度)
2. 計算露點溫度 Td = b × γ ÷ (a − γ)
3. 同時計算飽和水氣壓 es = 6.112 × exp(a × T ÷ (b + T))(hPa)、水氣壓 e = 6.112 × exp(a × Td ÷ (b + Td))(hPa)、絕對濕度 AH = 216.7 × e ÷ (T + 273.15)(g/m³)
4. 結果請以小數點後 1 位表示

請列出計算所用的公式,以及執行結果的數值。

使用方法
  1. 1
    輸入數值
    在輸入欄中輸入要計算的數值
  2. 2
    計算
    按下「計算」按鈕
  3. 3
    查看結果
    計算結果會立即顯示。計算的思路和公式的解說,也都能在同一個頁面查看
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