「天気関係」については以下の順番で読むと分かりやすいかもしれません。
1 風は高気圧から低気圧へ・気圧とは?・海風と陸風の仕組み:天気①
3 雲はなぜできる?そもそも「雲」って何?雲の種類(乱層雲+積乱雲!)天気③
7 エルニーニョ現象・フェーン現象・観天望気(天気のことわざ):天気⑦
8 気温と湿度(夏日・真夏日・猛暑日・熱帯夜・百葉箱・地温):天気⑧
9 気温と湿度2:飽和水蒸気量・湿度の計り方(乾湿計):天気⑨
飽和水蒸気量
1 大前提として、空気の中には水蒸気が含まれています
2 (一定の大きさの)空気中に含まれる水蒸気量には限界があります
3 空気1m3(1立方メートル=1000リットル=1キロリットル)が
含むことのできる最大の水蒸気量の事を飽和水蒸気量と言います
4 飽和水蒸気量を超えると、水蒸気(気体)は水滴(液体)になり始めます
5 水蒸気が水滴になり始める時の温度を露点と言います
6 飽和水蒸気量は温度が高いほど増えます
7 飽和水蒸気量の単位はg/m3
出典:wikipedia https://futabagumi.com/archives/11203.html
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■氷を入れたコップに水滴がつく仕組み■
(室温と同じ水を入れた)コップに氷を入れると、コップの周りの
空気が冷えます。空気が冷えると、飽和水蒸気量が小さくなります。
露点(水蒸気から水滴に変わる温度)に達すると、空気内の水蒸気(気体)
が、水滴(液体)になり、コップに付着するという仕組みです。
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湿度とは?湿度を求める公式
「湿度」とは、ある空気1m3に含まれる水蒸気の量がその時の温度に
おける飽和水蒸気量の何%にあたるかを表したものです。
湿度を求める公式は以下です。
空気1m3中に含まれている水蒸気量(g)
湿度=――――――――――――――――――― ×100
その温度での飽和水蒸気量(g)
イメージとしては、1辺が1mの箱の中にボール(水蒸気の代わり)
があり、入る個数が決まっている(飽和水蒸気量)という感じです。
入るボールの個数が「40」(その温度での飽和水蒸気量)で、入って
いるボールが個数30個なら、
30/40×100=75 75%ですね?
3/4=0.75です。これは瞬時に変換できた方が良いです。
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算数の問題として考えればそれほど難解ではないと思いますが、
仕組みを理解しないと「飽和水蒸気量が2回出てきて意味分からん」
等となるかもしれませんね・・・。練習しましょう。
出典:wikipedia https://futabagumi.com/archives/11203.html
例題)上記の図表を見て答えてください。25度で11.5g/m3
の水蒸気を含む空気の湿度は何%ですか?
空気1m3中に含まれている水蒸気量(g)
湿度=――――――――――――――――――― ×100
その温度での飽和水蒸気量(g)
ですから、11.5/23×100という式が立てられれば良いわけです。
11.5/23=1/2→0.5
0.5×100=50
答え)50%
空気1m3中に含まれている水蒸気量(g)
湿度=――――――――――――――――――― ×100
その温度での飽和水蒸気量(g)
この式にシンプルにあてはまる問題もありますが、一工夫必要な
場合もあります。
湿度を求める方法
1 公式に当てはめる
空気1m3中に含まれている水蒸気量(g)
湿度=――――――――――――――――――― ×100
その温度での飽和水蒸気量(g)
もちろんこれが基本です。
2 「乾湿計」を使って湿度を求める
乾湿計の画像:https://amzn.to/2P6SXpf
「乾湿計」とは?
「幹球」と「湿球」の温度差から湿度を測る道具です。
「幹球」:そのままの温度計
「湿球」:水につけた温度計
幹球と湿球の温度差から湿度が分かります
→温度差大=湿度低
→温度差低=湿度大
乾湿計の仕組みを理解する前に知っておくべきこと
1 水は蒸発する時に周囲の熱を奪う(汗をイメージしてください)
2 飽和水蒸気量は気温が高い方が大きい
ですので、「湿球」温度計の方が温度は低くなります。
乾湿計を使った場合・空気が乾燥していると
●水がたくさん蒸発→湿球の熱がたくさん奪われる→幹球と湿球の温度差が大きくなる●
空気が湿っていると逆になります(幹球と湿球の温度差は小さい)。
理屈としては、湿度が低い(乾燥している)場合、空気中にまだたくさんの
水蒸気を含むことができるので水がたくさん蒸発します。
湿度が高い(飽和水蒸気量に近い)場合は逆になります。
幹球と湿球の温度差がない場合、湿度が100%となります。
出典:wikipedia
3 露点と気温から湿度を求める
(晴れた日は気温と湿度の関係は「反対」)
気温が上がると湿度が下がり、気温が下がると湿度が上がる。
また、晴れの日は気温と湿度が変化しやすく、雨の日は気温
も湿度も変化しにくい。
これは、気温が上がると飽和水蒸気量が大きくなるから同じ
水蒸気量だと相対的に湿度が下がるわけですね。
「天気関係」については以下の順番で読むと分かりやすいかもしれません。
1 風は高気圧から低気圧へ・気圧とは?・海風と陸風の仕組み:天気①
3 雲はなぜできる?そもそも「雲」って何?雲の種類(乱層雲+積乱雲!)天気③
7 エルニーニョ現象・フェーン現象・観天望気(天気のことわざ):天気⑦
8 気温と湿度(夏日・真夏日・猛暑日・熱帯夜・百葉箱・地温):天気⑧
9 気温と湿度2:飽和水蒸気量・湿度の計り方(乾湿計):天気⑨