水汽压大于同温度、同压力下的饱和水汽压的湿空气。
描述
过饱和度在气象学上指在一定的空间内,水汽含量超过了相对于纯水或纯冰面上的饱和值,即相对湿度大于100%的状态。在实验室里,没有杂质的纯净湿空气,可以通过降温冷却使其达到300%的过饱和度而不发生凝结。因为水汽凝结需要有凝结核,纯净的水中需要形成液态水的胚胎,为此必须要达到一定的过饱和度,来克服水滴胚胎表面的自由能。在实际大气中,存在丰富的凝结核,只需要很小的过饱和度就能形成水滴胚胎。
过饱和度
表征空气湿度的参量有很多,相对湿度是常用常量之一。相对湿度表示水汽和饱和水汽的摩尔分数之比,它的值可显示空气的饱和度有多高,相对湿度为100%的空气是饱和空气,大于100%即为过饱和空气。过饱和度即为相对湿度与100%的差值。公式表达为
式中,s为过饱和度,f为相对湿度。在自然云雾形成过程中,过饱和度一般为千分之几到百分之几。
云中过饱和
云粒子的存在要求相对云粒子表面饱和的湿度条件,一般情况下,云内的相对湿度约为100%。图1为通过垂直速度和云滴尺度的观测结果计算得到的中、小尺度积云内相对湿度的累积频率随相对湿度的分布,可看出接近云底的云体内相对湿度较低,有部分并未饱和。云内中值相对湿度约为100.1%,而对流云云体中心部位相对湿度可达到107%,可见云内大部分处于过饱和状态。
图1 中、小尺度积云内相对湿度的累积频率随相对湿度的分布(曲线a为云内距离云底300米区域的观测结果;曲线b为整个云体观测结果)