【環境】温度と湿度　空気線図の読み方

かんな先生

夏より冬の方が乾燥しているのに、ガラスや鏡がくもるのは冬ですよね。これは温度と湿度の性質がとても深く関係していますよ。

ゆこさん

冬にお鍋をすると、決まってガラスが結露しますー。

湿度について

「今日は湿度が高い。」とか、「外国は気温は高くても湿度が低いので暑く感じない。」など、日常の会話でも時々耳にするこの湿度、実は2種類あります。一つは相対湿度で、もう一つは絶対湿度。私達が一般的に使うのは、相対湿度のことです。

では、相対湿度とは何かと言いますと、ある温度の空気が含むことができる最大の水蒸気、この水蒸気の量に対して、どれくらいの水蒸気が含まれているか、これが相対湿度（単位は％）です。
式にするとこうなります。

ゆこさん

最大の水蒸気に対して、半分の水蒸気がある場合は、相対湿度が50％と言うことですね。

ちなみに、ある温度のもとで、最大限の水蒸気を含んでいる空気の事を飽和空気と言います。つまり、相対湿度が100％の空気ということです。

ここで大事なのは、空気って、温度によって含む事ができる水蒸気の量が違うということです。温度が高いほど、たくさんの水蒸気を含む事ができます。だから、温度の低い冬の時期などは、含みきれなかった水蒸気が、冷たいガラスなどに当たって水滴（結露）になるのです。

ゆこさん

同じ相対湿度50％でも、夏と冬では乾燥度合が違うんですね。

もう一つの絶対湿度ですが、その空気が実際に何グラムの水蒸気を含んでいるか、その水蒸気の重さが絶対湿度（単位はg／kg’）です。
実際に含まれている水蒸気の重さなので、温度には関係しません。

温度も２種類ありまして、１つは、乾球温度。これは私たちが普段口にしているいわゆる気温のことです。温度計で普通に測定します。

この乾球温度に対して、湿球温度というのがありますが、これは、温度計の感熱部に、水で湿らせた布を包んで測定した温度です。

水蒸気を含んだ空気の温度を下げていくと、含むことができる水蒸気の量（飽和水蒸気圧と言います）が減りますので、あるところ（相対湿度が100％になったところ）から結露が発生するようになります。この時の温度を露点温度と言います。

空気線図

空気線図とは、乾球温度や湿球温度、相対湿度、絶対湿度などの関係を表した図を言います。

かんな先生

下の図が空気線図です。ちょっと複雑な図ですが、慣れるとすぐに読めるようになりますよ。

乾球温度の読み方

乾球温度は、下の数字を読みます。
赤い線は、乾球温度が５℃のラインと１５℃のラインを示しています。

湿球温度の読み方

上部分の数字を斜めに読みます。
下の図では、湿球温度が10℃のラインを示しています。

相対湿度の読み方

図中の％が付いている数字を読みます。
下の赤いラインは、相対湿度が30％のラインです。
100％の位置では、乾球温度と湿球温度が同じ値になっています。

絶対湿度の読み方

右側の数字から真横に読みます。
赤いラインは、1㎏の空気の中に、10ｇの水蒸気が含まれていることを示しています。

交わっているところの相対湿度を読んでみます。50％ですね。
この空気を冷やしていきます。（そのまま左に移動します。）
赤い丸のところですが、14℃まで冷やすと湿度が100％になることがわかります。
ここから更に冷やすとどうなるでしょうか。
これ以上水蒸気を含むことができなくなりますので、その分は水滴（結露）となります。

温度を更に4℃まで下げます。（緑のライン）
湿度は100％の状態のまま、更に水滴は増えていくことになります。

ゆこさん

乾球温度と湿球温度が4℃（相対湿度が100％）の時の絶対湿度は５g/㎏’なので、14℃の時と比べると、半分の５gが水滴となったということですね。

ここから反対に温度を上げていくとどうなりますでしょうか。（今度は青い線です）
乾球温度が14℃の時、相対湿度は50％になっています。（青丸部分）
ちなみに、その時の湿球温度は9℃です。

かんな先生

温度と湿度の関係、わかっていただけましたでしょうか。