このツールでできること
相対湿度(RH)とは、その気温で空気が含むことのできる水蒸気量の上限に対して、実際にどれだけの水蒸気が含まれているかを示す指標です。本ツールでは、測定しやすい2つの値——「気温」と「露点」——から相対湿度を算出します。計算には、飽和水蒸気圧を求める手法として広く確立された「マグナスの近似式」を採用。物理法則のみに基づいているため、どの国・どの気候でも同じように使えます。
使い方
まず現在の気温を摂氏(℃)で入力し、続いて露点温度を入力します。露点とは、空気が冷えて水蒸気が凝結し始める(結露が始まる)温度のことです。「計算する」を押すと、相対湿度がパーセント(%)で表示され、あわせて実際の水蒸気圧(\(e\))と飽和水蒸気圧(\(e_s\))がヘクトパスカル(hPa)単位で示されます。
計算式の解説
飽和水蒸気圧はマグナスの式 $$e_s = 6.112 \cdot \exp\!\left(\frac{17.67 \cdot T}{T + 243.5}\right)$$ で求めます(\(T\)は摂氏での気温)。実際の水蒸気圧 \(e\) は同じ式を使いますが、\(T\)の代わりに露点を代入します。これは、露点においては空気がちょうど飽和状態にあるためです。相対湿度は、これらの比をとった単純な式 $$\text{RH} = \frac{e}{e_s} \times 100$$ で計算されます。露点は気温を超えることがないため、相対湿度は自然と100%を上限に収まります。
計算例
気温25℃、露点15℃の場合。飽和水蒸気圧 $$e_s = 6.112 \cdot \exp\!\left(\frac{17.67 \cdot 25}{268.5}\right) \approx 31.671 \ \text{hPa}$$ 実際の水蒸気圧 $$e = 6.112 \cdot \exp\!\left(\frac{17.67 \cdot 15}{258.5}\right) \approx 17.040 \ \text{hPa}$$ したがって相対湿度 $$\text{RH} = \frac{17.040}{31.671} \times 100 \approx 53.8\%$$ となります。
よくある質問
なぜ湿度を直接測らず、露点を使うのですか? 露点と気温は一般的な計測器で簡単に測ることができ、この2つの値から相対湿度が一意に決まるためです。
なぜ結果は100%が上限なのですか? 露点が気温と等しくなると空気は完全な飽和状態(100%)になります。それを超える値は物理的にあり得ないため、結果は100%で頭打ちになります。
マグナスの式はどのくらい正確ですか? およそ−40℃〜+50℃の範囲で、誤差は約0.1%以内です。これはほぼすべての気象条件をカバーしています。