湿球温度计算器

什么是湿球温度？

湿球温度是空气通过向其中蒸发水分所能达到的最低温度。从物理上讲，它是你在一支球部裹着湿布并有通风的温度计上会读到的温度：随着水分蒸发，它从球部带走热量，直到蒸发和冷却达到平衡。

由于我们的身体以同样的方式给自己降温——通过出汗——湿球温度是衡量热应激能被缓解程度的直接指标。当空气干燥时，湿球温度远低于气温，汗水会快速蒸发。当空气潮湿时，两个温度会彼此靠近，冷却变得更加困难。

该计算器使用气温和相对湿度来估算湿球温度。以 °C 或 °F 输入温度，以百分比输入相对湿度；结果可以用任一温度单位查看。

计算器如何工作？

精确计算湿球温度通常需要迭代的湿度学求解。2011 年，Roland Stull 发表了一个单方程经验拟合，在海平面压力下的各种条件范围内——大致为相对湿度 5–99% 和温度 −20 °C 到 50 °C——它能将精确值重现到几十分之一度以内。

计算器将你的气温 $T$（以摄氏度为单位）和相对湿度 $RH$（以百分比表示，因此 50% 输入为 50）代入该公式，并返回以摄氏度为单位的湿球温度 $T_w$，若切换输出单位则换算为华氏度。

公式

$T_w = T \cdot \arctan\!\left[0.151977\,\sqrt{RH + 8.313659}\right] + \arctan(T + RH) - \arctan(RH - 1.676331) + 0.00391838\,RH^{3/2}\,\arctan(0.023101\,RH) - 4.686035$

这里 $T$ 是以 °C 为单位的气温，$RH$ 是以百分比为单位的相对湿度，每个 $\arctan$ 都以弧度计算。结果 $T_w$ 以 °C 为单位。

实例演算

示例 1 — 温暖、湿度适中的一天。 当 $T = 30\,^{\circ}\mathrm{C}$ 且 $RH = 50\%$ 时：

$T_w \approx 22.3\,^{\circ}\mathrm{C}$

因此空气通过蒸发只能被冷却到约 22.3 °C——舒适，但明显闷热。

示例 2 — 更凉爽且更潮湿。 当 $T = 25\,^{\circ}\mathrm{C}$ 且 $RH = 60\%$ 时：

$T_w \approx 19.5\,^{\circ}\mathrm{C}$

参考值（湿球温度，单位 °C）

注解与实际用途

• 持续约 35 °C 的湿球温度被广泛视为人类可存活性的理论极限，因为在那一点上，即使在阴凉处静息，身体也再无法排出代谢热。
• 由于它将温度和湿度合并为一个数字，湿球温度被用于热应激指数、暖通空调和冷却塔设计、造雪以及农业。
• Stull 拟合假设标准海平面压力。在高海拔处，真实的湿球温度会略有不同。
• 有关天气”体感”的相关指标，请参阅空气密度计算器和蒲福风级计算器。

常见问题

湿球温度总是低于气温吗？ 是的，除非空气完全饱和（相对湿度 100%），在这种情况下湿球温度等于空气（干球）温度。

湿球温度与”体感”热指数有什么区别？ 热指数在一个针对舒适度校准的尺度上估算感知到的暖热，而湿球温度是一个物理量——通过蒸发冷却可实际达到的最低温度。

这个估算有多准确？ 在正常天气条件范围内，Stull 的公式通常与精确的湿度学湿球温度一致到约 0.3 °C 以内。