湿度計算セット

vapor.R

## --- 気温から飽和水蒸気圧を求める関数色々 ---
GofGra <- function(t){
  ## 入力：気温(℃)
  ## 出力：飽和水蒸気圧(hPa)
  10^
  (10.79574 * (1 - 273.16/(t + 273.15)) -
   5.02800 * log((t + 273.15)/273.16, 10) +
   1.50475 * 10^{-4} * {1-10^(-8.2969 * ((t + 273.15)/273.16 - 1))} +
   0.42873 * 10^{-3} * {10^(4.76955*(1 - 273.16/(t + 273.15))) - 1} +
   0.78614)
}
Okada <- function(t){
  ## 入力：気温(℃)
  ## 出力：飽和水蒸気圧(hPa)
  exp(1.809378 +
      0.07266115 * t +
      (-3.003879 * 10^-4) * t^2 +
      (1.181765 * 10^-6) * t^3 +
      (-3.863083 * 10^-9) * t^4)
}
murray <- function(t){
  ## 入力：気温(℃)
  ## 出力：飽和水蒸気圧(hPa)
  6.1078 * exp(17.2693882 * t /(t + 237.3))
}
tetens <- function(t){
  ## 入力：気温(℃)
  ## 出力：飽和水蒸気圧(hPa)
  6.11 * 10^(7.5*t/(t + 237.3))
}


## ---  乾湿計から水蒸気圧を求める関数色々 ---  
sprung <- function(td, tw){
  ## 入力：td(乾球温度、℃) tw(湿球温度、℃)
  ## 出力：水蒸気圧(hPa)
  GofGra(tw) - 0.000662 * 1013.25 * (td - tw)
}
vp1 <- function(td, tw){ ## 風速1～1.5m/sの場合に使用
  ## 入力：td(乾球温度、℃) tw(湿球温度、℃)
  ## 出力：水蒸気圧(hPa)  
  GofGra(tw) - 0.0008 * 1013.25 * (td - tw) * (1 + (tw / 610))
}
vp2 <- function(td, tw){ ## 風速0.5m/s以下の場合に使用
  ## 入力：td(乾球温度、℃) tw(湿球温度、℃)
  ## 出力：水蒸気圧(hPa)  
  GofGra(tw) - 0.0012 * 1013.25 * (td - tw) * (1 + (tw / 610))
}
vp3 <- function(td, tw){ ## 通風なしの場合
  ## 入力：td(乾球温度、℃) tw(湿球温度、℃)
  ## 出力：水蒸気圧(hPa)  
  GofGra(tw) - 0.0008 * 1013.25 * (td - tw)
}

abs.hum <- function(t, U){
  ## 入力：t…気温(℃)、U…相対湿度(%)
  ## 出力：絶対湿度(g/m^3)
  2.166740 * 10^2 * U * GofGra(t)/(100 * (t + 273.15))
}


## --- 各種湿度諸量を求める関数 ---
mix.r <- function(t, U, P = 1013.25){
  ## 入力：t…気温(℃)、U…相対湿度(%)
  ##     ：P…大気圧(hPa、省略時標準大気圧1013.25)
  ## 出力：混合比(kg/kg)
  0.622 * (U/100 * GofGra(t)) / (P - U/100 * GofGra(t))
}

sup.hum <- function(t, U, P = 1013.25){
  ## 入力：t…気温(℃)、U…相対湿度(%)
  ##     ：P…大気圧(hPa、省略時標準大気圧1013.25)
  ## 出力：比湿(kg/kg)
  0.622 * (U/100 * GofGra(t)) / (P - 0.378 * U/100 * GofGra(t))
}

mol.frac <- function(t, U, P = 1013.25){
  ## 入力：t…気温(℃)、U…相対湿度(%)
  ##     ：P…大気圧(hPa、省略時標準大気圧1013.25)
  ## 出力：モル分率(mol/mol)
  U/100 * GofGra(t)/P
}

vpd <- function(t, U){
  ## 入力：t…気温(℃)、U…相対湿度(%)
  ## 出力：飽差(hPa)
  GofGra(t) * (1 - U/100)
}

w.dif <- function(t, U){
  ## 入力：t…気温(℃)、U…相対湿度(%)
  ## 出力：飽差?(g/m^3)
  abs.hum(t, 100) - abs.hum(t, U)
}

dew <- function(t, U){
  ## 入力：t…気温(℃)、U…相対湿度(%)
  ## 出力：露点(℃)
  -(log(GofGra(t)*U/100/6.1078) * 237.3) /
    (log(GofGra(t)*U/100/6.1078) - 17.2693882)
}

dew.dep <- function(t, U){
  ## 入力：t…気温(℃)、U…相対湿度(%)
  ## 出力：湿数(℃)
  t - dew(t, U)
}

dewdep2rh <- function(t, dd){
  ## 入力：t…気温(℃)、dd…湿数(℃)
  ## 出力：相対湿度(%)
  GofGra(t-dd)/GofGra(t) * 100
}

## --- その他の湿度諸量 ---
DI1 <- function(t, U){
  ## 入力：t…気温(℃)、U…相対湿度(%)
  ## 出力：不快指数
  0.81 * t + U/100 * (0.99 * t - 14.3) + 46.3
}

DI2 <- function(t, td){
  ## 入力：t…気温(℃)、td…露点(℃)
  ## 出力：不快指数
  0.99 * t + 0.36 * td + 41.5
}

DI3 <- function(t, tw){
  ## 入力：t…気温(℃)、tw…通風なしの湿球温度(℃)
  ## 出力：不快指数
  0.72 * t * (t * tw) + 40.6
}

EU <- function(U, EU1 = NULL){
  ## 入力：U…相対湿度(%) ベクトル
  ##     ：EU1…前日実効湿度(%) 入力時は相対湿度は当日分のみで可
  ## 出力：実効湿度(%)
  if(is.null(EU1)){                     # 前日の実効湿度なし
    (1 - 0.7) * (U[1] + sum(0.7^(1:(length(U)-1)) * U[-1]))
  } else {                              # 前日の実効湿度あり
    (1 - 0.7) * U[1] + 0.7 * EU1
  }
}