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空気中の水蒸気

1 気温・湿度・雨量の測定

(1)気温の測定

 気温は次の3つの条件がそろった所で測定します。

  • 地上1.2~1.5m位の高さの所
  • 風通しの良い所
  • 温度計に直射日光が当たらない所

(2)湿度の測定

 湿度の測定は乾湿計と湿度表を用いて次の手順で測定します。乾湿計は乾球温度計と湿球温度計から成り立っています。

〈乾湿計による湿度の求め方〉

[手順1] 乾球温度計の示度(気温)を読み取ります。

[手順2] 乾球温度計と湿球温度計の示度の差を求めます。

[手順3] 湿度表で手順1の値の行と手順2の値の列の交点の値を読み取ると,それが湿度です。

※湿球温度計の示度…湿球の球部を覆っている布から水が蒸発する際に温度計から熱をうばい取るために湿球の示度は乾球の示す示度よりも低くなります。

(3)雨量の測定

 一定時間に降った雨のことを雨量といいます。雨量は雨量計で測定します。単位はmmで,雨水の深さで表します。

雨量=一定時間にたまった雨水の量(mm3)/雨量計の雨の受け口の面積(mm2

2 空気中の水蒸気

(1)飽和水蒸気量

 空気中にふくむことのできる水蒸気量は気温によって決まっています。限界まで水蒸気をふくんだ状態のことを飽和しているといい,飽和している空気がふくんでいる水蒸気の量を飽和水蒸気量といいます。飽和水蒸気量は,空気1m3中にふくむことのできる水蒸気の量を質量で表し,単位はg/m3を用います。飽和水蒸気量は気温が高くなるほど大きくなります。

〈気温と飽和水蒸気量〉

気温[℃] 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
飽和水蒸気量[g/m3 4.8 5.6 6.4 7.3 8.3 9.4 10.7 12.1 13.6 15.4 17.3 19.4 21.8

(2)露点

 空気の温度を下げていき空気中にふくむ水蒸気の量が飽和水蒸気量に等しくなって飽和に達したときの温度をいいます。露点よりも温度が下がると空気中の水蒸気の一部が水滴となって目に見える形で現れます。露点の高い空気ほど空気中の水蒸気量は大きくなります。

(例) 右図のように空気の温度が25℃のとき1m3の空気中に水蒸気が12.8gふくまれていたとします。この空気を冷やしていくと,15℃になった段階で飽和状態に達します(この空気の露点は15℃)。この空気をさらに5℃まで下げると,気温5℃における飽和水蒸気量は6.8g/m3であることから,空気1m3あたりで12.8g−6.8g=6.0gの水滴が出てきます。

〈飽和水蒸気量と露点〉

〈実験〉 露点の測定

〈結果〉水温が12℃になったとき,コップの表面がくもったことから,この空気の露点は12℃であることがわかります。

3 気温・露点と湿度の関係

(1)湿度

 空気の湿り気具合のことをいいます。空気1m3中に実際にふくんでいる水蒸気の量がそのときの気温での飽和水蒸気量のどれだけの割合であるかを百分率(%)で示したものをいいます。

(公式)湿度(%)=空気1m3中にふくまれている水蒸気量(g/m3)/その気温での飽和水蒸気量(g/m3)×100

(2)気温と湿度

 露点の変化(水蒸気量の変化)が小さいとき,湿度は気温が高くなると低く,気温が低くなると高くなります。晴れた日に気温と湿度の変化が逆になるのはそれが理由です。

〈気温と湿度の変化〉

(3)露点と湿度

 気温が同じ(飽和水蒸気量が同じ)とき露点が高い空気ほど湿度も高く,温度の下がり方が小さくても水滴が現れやすくなります。雨の日に湿度が高いまま,ほとんど変化しないのは露点と気温の差が小さく気温の変化が小さいためです。

〈露点と湿度の関係〉

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