相対湿度と絶対湿度の違いは？計算式や不快指数も科学館職員がわかりやすく解説！

ライター／たかはし　ふみか

高校は化学部、大学は工学部の化学系学科出身の科学館職員。試薬を整理したり実験したり、子供と触れ合える科学館の仕事が大好き。

定義から見る湿度

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今回のテーマは湿度。はじめに、湿度を定義から確認していきます。

#1 湿度とはどんなもの？

天気予報で聞く機会も多い湿度。辞書で調べると次のように定義されています。

空気中の水蒸気の量や、空気の湿りぐあいの程度などを表す量。
大気中の湿度は、場所や高さや時刻などによって異なり、人間の生活に大きく影響するほか、気象学上重要な要素である。
［コトバンク］

雨の日が多い6月。梅雨と呼ばれるこの時期は、ジメジメとしてカビが生えやすくなります。またお風呂やお湯を沸かすキッチン、洗濯物を部屋干ししている部屋は他の部屋に比べてむしむししていますね。これは雨が降ったり水を使ったりすると空気中に含まれる水蒸気の量が多くなり、湿度が高い状態となるからです。

湿度が高いと、汗が蒸発しづらく熱がこもるため人は不快に感じます。なぜ汗が蒸発しづらいのか、なぜ不快なのかは後で解説しますね。

日常的に使われている「湿度」の正確な意味を理系ライターが丁寧にわかりやすく解説

#2 相対湿度とは？

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それでは相対湿度の意味を確認します。

相対湿度
空気中の水蒸気量と、その時の温度で空気が含み得る最大限の水蒸気量との比率。湿度。
ある温度における気体（通常空気）の中の水分の量を，その条件での飽和水蒸気の水分の量で割って100倍した値。
［コトバンク］

天気予報で言われる湿度は、この相対湿度のことを意味しています。湿度が高いほど含まれる水蒸気の量は多く、ジメジメするのです。相対湿度は次のように求められます。

相対温度
＝空気の水蒸気量 / 測定時の空気温度における飽和水蒸気量×100

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また相対湿度の求め方として、乾湿計を使う方法があります。校庭の片隅に置かれた百葉箱を見たことがありますか？あの中にあるのが乾湿計です。

乾湿計は2つの温度計で構成されています。乾球は普通の温度計で、湿球は濡れた布に包まれている温度計のことです。乾球は普通に温度を測ります。一方、湿球は布の水分が蒸発するときに気化熱によって熱が奪われ、乾球よりも温度が低くなるのです。湿度が高いほど蒸発する水分が少ない為、乾球と湿球の温度差は小さくなります。

#3 絶対湿度とは？

次は絶対湿度の定義を確認しましょう。

絶対湿度
単位体積の湿潤空気中の水蒸気量。水蒸気量の密度。
［コトバンク］

絶対湿度は空気中の水蒸気の量を表すものです。相対湿度がその温度なら本来含むことのできる水蒸気量（飽和水蒸気量）に対する割合であることに対し、絶対室湿度は空気中に含まれる水蒸気の量を示しています。

#4 「相対」と「絶対」の意味

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ここで「相対」と「絶対」の意味を確認しましょう。

「相対」「絶対」と聞くと通知表がイメージしやすいでしょう。相対評価は学年やクラスのみんなの中での成績です。例えば5段階評価なら5から1の人数がそれぞれ決まっているため、周囲の成績が良ければテストの点数が良くても思ったほどいい評価が付かない場合もあります。反対に絶対評価は個人の成績が基準に届いているか、を評価するものです。もちろんあまり5を乱発するわけにはいきませんが、相対評価よりは個人の努力でよりよい成績を収めることが可能となります。

#5 補足：気化熱とは？

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ここで気化熱についておさらいしましょう。

気化とは液体が気体となる現象のことです。水が水蒸気になることをイメージするとわかりやすいですね。そして液体が気体となるのにもエネルギーが必要で、周りの熱を奪います。この時に吸収される熱が気化熱です。注射の前にアルコール消毒をするとひんやりしますね。これは液体のアルコールが、体温を奪って気化するからなのです。

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湿度が高いとなぜ不快？

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なぜ湿度が高い梅雨の時期は不快なのでしょうか？キーワードは「不快指数」です。

不快指数とは

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不快指数は蒸し暑さを数量的に表した指数で、夏に天気予報で聞いた覚えがある人もいるでしょう。不快指数は数字が大きいほど蒸し暑くて不快ということになります。では小さいほど快適かといえばそうではなく、小さいと寒く感じるのです。不快指数が65~70だと快適に過ごすことができます。

不快指数＝0.81×気温+0.01×湿度x(0.99×温度－14.3)+46.3

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例えば気温が30℃の時、湿度が60%であれば、不快指数は79.8となります。それが湿度が50%なら78.3、70%なら不快指数は81.4となるのです。人は湿度が高いほど、不快に感じやすくなります。ただし、低い温度ではそれほど湿度は不快指数に影響はありません。

不快指数85で90％以上の日本人が蒸し暑く不快だと感じるそうです。ただし、気温や室温だけでなく風通しなどによって個人の感じる不快感は異なり、必ずしも不快指数が体感と一致するわけではありません。

なぜ湿度が高いと不快なの？

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不快指数がが分かったところで、そもそもなぜ湿度が高いと不快なのかを説明します。

先ほど気化熱について説明しましたね。人間は汗をかき、その汗が蒸発するときに体温を奪うため体温が下がるのです。しかし湿度が高いということは、それだけ空気中に含める水分の余裕がないということになります。そのため汗が体にまとわりついて蒸し暑く感じてしまうのです。

合わせて覚えたい！湿度と関係の深い言葉

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湿度について、以下の言葉も覚えておくとより理解が深まります。

・飽和水蒸気量
空気中で物体を徐々に冷やしていくと，そのまわりの空気の温度も下がって，ある温度で空気中の水蒸気が凝結し，物体表面に露となって付着する，その温度。
・露点（露点温度）
空気中で物体を徐々に冷やしていくと，そのまわりの空気の温度も下がって，ある温度で空気中の水蒸気が凝結し，物体表面に露となって付着する，その温度。
・結露
窓ガラスなどの表面や壁体の内部に空気中の水蒸気が凝縮して水滴が付着すること
［コトバンク］

飽和とは含むことのできる最大の量のことです。飽和状態、飽和水溶液、飽和脂肪酸などをイメージするとわかりやすいですね。

露点とは空気中の水蒸気が冷えて水になる温度のことです。冬に寒い外から暖かい部屋に入ったとたんに眼鏡が曇った、夏に冷たい飲み物を飲んでいたらグラスの周りに水滴がついたという経験は皆さんあるでしょう。これは眼鏡やグラスによって周囲の空気が冷やされ、露点に達した空気中の水蒸気が結露し、水滴となるためです。

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雲のでき方

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湿度について学んだところで、発展として雲のでき方を解説します。雲の正体は、空気中の水蒸気が水や氷の粒になったものです。上空に行くほど気圧は小さくなり、空気は膨らみます。膨らんだ空気は冷却され、露点に達した水蒸気が空気中のちりを核に水や氷の粒となるのです。

自然現象である雲の発生。実はペットボトルを使って簡単に再現することができるのです。まず1.5Lの炭酸飲料のペットボトルにぬるま湯を入れます。量は100ml程度です。そして火をつけた線香で少しだけ煙を入れ、ふたを閉めます。振った後にペットボトルをへこませ手を離すと、空気が上空にある時のように膨らむのです。そして線香の煙を核に水の粒となります。