在地球大气中，湿度是如何随高度变化的?

Question

我正忙于开发一种“环境”模型，该模型可用于各种飞行器的飞行模拟——从四轴直升机、无人驾驶飞行器、有人驾驶飞机，一直到卫星火箭发射器。该模型由地球引力子模型组成;地球的大小、形状和运动;地磁场;大气中;等等......

目前我正在使用国际参考大气(CIRA-86)计算高达120公里高空的气压和温度。但是，为了能够计算空气密度，我还需要模拟湿度的影响。我知道水汽只在对流层中以不同的数量存在，因此高湿度更可能出现在低海拔地区。

有人有相对湿度作为海拔高度函数的概率模型吗?

编辑。举个我真正需要的例子，风速和湍流的MIL-F-8785C模型，例如，给出了高于地面6.1米高度的平均风速，给出了超过风速概率的对数。所以，我需要的是一个湿度模型作为超过平均湿度的概率作为高度的函数。你知道有什么型号可以提供这个功能吗?

Answer 1

湿度强烈随着时间和空间的变化而变化，这就是为什么像CIRA这样的标准大气可能会选择完全忽略它。包含一个“平均”湿度剖面是没有意义的，因为这样的平均没有意义。

然而，相对湿度剖面还有其他来源。你可以从再分析数据中获得它们。如果你想要概率，你可以通过重新分析来计算。我没有使用概率，但我过去使用了安德森等人(1986)的概况:

Anderson, S. A. Clough, F. X. Kneizys, J. H. Chetwynd, E. P. Shettle (1986)， AFGL大气组成廓线(0-120 km)， AFGL, TR-86-0110。

安德森在他的论文中转录了这些内容，该论文是PDF格式的，阅读起来并不理想。相同的数据随大气辐射传输模拟器(见也维基百科的文章)．该辐射传输模型带有一组XML文件，其中包括来自CIRA和Anderson等人的概要文件。这些不是概率，而是热带、中纬度夏季、中纬度冬季、亚北极夏季和亚北极冬季五种情况下的“典型”H₂O分布。例如，可以找到中纬度夏季H₂O剖面在此链接．数据是XML格式的，因此应该易于阅读，但它们也为Matlab和Python提供了读取例程。单位是体积混合比，如果你对计算空气密度感兴趣，这个单位可能比相对湿度更适合。