Calculateur de point de rosée et d'humidité absolue

Le point de rosée est la température à laquelle un volume d'air doit être refroidi à pression constante et contenu en vapeur d'eau constant pour atteindre la saturation. En dessous de cette température, la vapeur d'eau se condense en liquide — goutte sur le gazon, brume dans les vallées, goutte sur un verre froid. Contrairement à l'humidité relative, le point de rosée est une mesure absolue de la quantité de vapeur présente dans l'air, ce qui explique pourquoi les météorologues l'utilisent pour comparer deux jours qui se sentent différents malgré une même lecture d'humidité relative.

L'humidité relative est un rapport : pression de vapeur réelle divisée par la pression de vapeur de saturation à la température actuelle, exprimée en pourcentage. Puisque la pression de saturation de vapeur augmente fortement avec la température, une même masse d'air peut passer de 80% d'humidité relative au lever du jour à 40% à midi sans qu'un seul molécule d'eau ne soit ajouté ou retiré. Le point de rosée ne change que lorsque de la vapeur est ajoutée ou retirée, ce qui en fait un indicateur plus stable de la sensation réelle de l'air.

La température de bulbe humide est ce que l'on lirait sur un thermomètre dont la bulbe est recouverte d'un tissu humide et ventilé. L'évaporation refroidit la bulbe jusqu'à l'équilibre avec l'air ambiant. La température de bulbe humide est la température la plus basse atteignable par refroidissement évaporatif, ce qui explique pourquoi elle est la limite d'exploitation des pompes à vapeur, le seuil de survie de la tolérance thermique humaine (~35 °C), et un paramètre critique dans la conception des tours de refroidissement.

La forme Magnus exprime la pression de vapeur de saturation comme e_s = A·exp(B·T/(C+T)). Les coefficients anciens (Tetens 1930, August 1828) étaient ajustés à des intervalles de température étroits. Alduchov & Eskridge ont publié des coefficients affinés en 1996 (A=6,1094, B=17,625, C=243,04) qui restent précis à moins de 0,4% de −40 °C à +50 °C — bien au-delà des besoins météorologiques. La formule est sous forme fermée, monotone et facile à évaluer, ce qui explique pourquoi presque tous les stations météorologiques modernes et les contrôles HVAC utilisent une variante de cette formule.

La régression Rothfusz qui alimente l'indice de chaleur de la National Weather Service a été ajustée aux conditions estivales aux États-Unis. Elle suppose un adulte en bonne santé, à l'abri, avec un vent léger et une température ambiante supérieure à environ 27 °C (80 °F). En dessous de ce seuil, le refroidissement par évaporation domine et la régression retourne des valeurs statistiquement sans sens, donc le logiciel rechute sur une approximation simple de Steadman et marque le résultat comme non applicable.

L'humidité absolue est la masse de vapeur d'eau par unité de volume d'air. Partant de la loi des gaz parfaits pour la vapeur d'eau (p_v · V = n · R · T), en substituant la masse molaire M_v = 18,016 g/mol et en utilisant la constante spécifique Rv = 461,5 J/kg·K, la formule de travail devient AH = e / (Rv · T), où e est la pression de vapeur réelle en pascals et T est la température en kelvin. Le résultat est exprimé en kg/m³ ; multipliez par 1000 pour obtenir g/m³.

Le rapport de mélange (w) est la masse de vapeur d'eau par masse d'air sec ; l'humidité spécifique (q) est la masse de vapeur d'eau par masse d'air humide (vapeur + air sec). Ils sont reliés par q = w / (1 + w) et diffèrent de moins de 2% dans les conditions atmosphériques normales, mais la distinction est importante pour les applications de haute précision : le rapport de mélange est conservé lors des mouvements adiabatiques sans condensation, ce qui en fait le coordonnée préférée dans les diagrammes thermodynamiques comme le Skew-T log-P.

Les enquêtes sur le confort montrent une rupture nette autour d'un point de rosée de 16 °C (60 °F). En dessous de 13 °C, la plupart des gens décrivent l'air comme agréable ; entre 13 et 16 °C, il est un peu humide mais supportable ; au-dessus de 18 °C, l'évaporation de la sueur devient inefficace et l'effort devient plus difficile ; au-dessus de 21 °C, l'air sent lourd même au repos ; au-dessus de 24 °C, le risque d'injury thermique augmente rapidement lors d'activités physiques. L'outil utilise ces seuils pour attribuer l'évaluation colorée du confort.