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単位別水分量表現(水分量の表現1)

大気中の水分量(水蒸気量)の表し方には幾つかあります。分類のカギとなる要素は 質量、圧力、飽和、比率、温度です。単位としては g/m3 , g/kg, hPa , %, ℃  等があります。

前回までで水の3態潜熱について学びましたが、特に気象に関わって来るのは大気中にどれだけ水蒸気が含まれているかです。

その、どれだけ を表現する方法は結構たくさんあります。それぞれの詳しい説明は別の記事に回しますが、今回は単位に注目しながらそれぞれの表現方法を概観します。

1.質量で表現する方法

◎ 水蒸気量( g またはkg )・・純粋に水蒸気分子の合計質量。これが基本ですね。

◎ 水蒸気密度( g/m3 ・・1立方メートルあたりの水蒸気の質量です。

 飽和水蒸気密度・・空気が飽和状態の時の水蒸気密度です。気温が高くなるほど大きくなります。

◎ 混合比(g/kg)・・湿潤空気に含まれる水蒸気質量と乾燥空気質量の比を示します。

 飽和混合比・・ 空気が飽和状態の時の混合比です。

◎ 比湿(g/kg)・・ 湿潤空気に含まれる水蒸気質量と湿潤空気質量の比を示します。

 飽和比湿・・ 空気が飽和状態の時の比湿です。

注意したいのは、混合比と比湿では空気の質量の単位は kg なのに対し、水蒸気量の単位は g だということです。それだけ水蒸気は空気全体からすると わずかしかないということですね。

混合比と比湿は混同しやすいので別記事で改めて説明します。

◎ 相対湿度(%)・・天気予報で言う湿度です。空気の湿り気具合を表現します。相対湿度の求め方は幾つかあります。

 1) 水蒸気密度 ÷ 飽和水蒸気密度×100

 2) 混合比 ÷ 飽和混合比×100

 3) 水蒸気圧 ÷ 飽和水蒸気圧×100

◎ 絶対湿度( g/m3 ・・1m3 の空気の中に含まれる水蒸気量です。水蒸気密度と同じですね。

2.圧力で表現する方法

水蒸気の量が増える、つまり水蒸気の分子が増えると水蒸気の圧力も高くなるので、水蒸気量と水蒸気圧は同じようなニュアンスで使われています

◎ 水蒸気圧(水蒸気分圧)(hPa)・・大気を構成する成分気体のうち水蒸気だけの圧力を指します。

 飽和水蒸気圧・・ 空気が飽和状態の時の水蒸気圧です。

◎ 相対湿度(%)・・既に挙げた通り気圧を使っても計算します。

3.温度で表現する方法

◎ 露点温度(℃)・・圧力を変えないまま、まだ飽和していない湿潤空気の温度を下げていって水蒸気が凝結を始める時の温度をいいます。相対湿度が100%の時の気温です。

◎ 湿数・・ 気温と露点温度の差です。単位は付けないことが多いようですが、つける場合は℃を使います。

4.飽和

飽和とは・・ 『空気が含みうる水蒸気の限界量。湿度100%の状態。』(気象学のキホンがよ~くわかる本)

こちらの記事もご覧ください⇒「雲の中の水分子の種類と飽和

以上、ごく簡単に扱いましたが、水蒸気の表現方法は相互に関わり合っているので、さらに取り上げて考えます。