湿度

湿度は、空気中に存在する水蒸気の濃度です。水の気体状態である水蒸気は、通常、人間の目には見えません。^[1]湿度は、降水、露、または霧が存在する可能性を示します。

湿度と湿度測定
特定の概念
絶対 /特定 /相対 露点(くぼみ) 湿り空気線図
一般的な概念
空気 濃度 密度 露 蒸発 湿度緩衝 （気圧）の圧力 液体の水 アボガドロの法則 核生成 熱力学的平衡
措置と手段
暑さ指数 土 バップ。密度 混合比 水分活性 H.インジケーター カード 湿度計 ドライ/湿球温度
v t e

湿度は、対象のシステムの温度と圧力によって異なります。同じ量の水蒸気でも、暖かい空気よりも冷たい空気の方が湿度が高くなります。関連するパラメータは露点です。飽和を達成するために必要な水蒸気の量は、温度が上昇するにつれて増加します。空気の塊の温度が下がると、水塊を追加したり失ったりすることなく、最終的に飽和点に達します。空気の塊に含まれる水蒸気の量は、大幅に変化する可能性があります。たとえば、飽和状態に近い空気の塊には、30 °C (86 °F) の空気 1 立方メートルあたり 28 g (0.99 オンス) の水が含まれている場合がありますが、30 °C (86 °F) の空気 1 立方メートルあたりの水は 8 g (0.28 オンス) のみです。 8 °C (46 °F)。

湿度の 3 つの主要な測定値が広く採用されています。絶対、相対、および比です。絶対湿度は、空気の水分量を表し、立方メートルあたりのグラム数^[2]またはキログラムあたりのグラム数で表されます。^[3] 相対湿度パーセンテージで表され、同じ温度での最大湿度に対する絶対湿度の現在の状態を示します。比湿は、水蒸気の質量と湿った空気の総質量との比率です。

湿度は、表面の生命にとって重要な役割を果たします。体内の体温を調節するために汗（発汗）に依存する動物の生命にとって、高湿度は皮膚表面からの水分の蒸発率を低下させ、熱交換効率を低下させます。この効果は、ヒュミデックスとしても知られる熱指数表を使用して計算できます。

空気が水蒸気を「保持」する、または水蒸気によって「飽和」されるという概念は、相対湿度の概念に関連してしばしば言及されます。ただし、これは誤解を招きます。特定の温度で特定の空間に入る (または入ることができる) 水蒸気の量は、存在する空気 (窒素、酸素など) の量とはほとんど関係ありません。確かに、真空は、空気で満たされた同じ体積とほぼ同じ水蒸気を保持する平衡能力を持っています。どちらも、与えられた温度での水の平衡蒸気圧によって与えられます。^{[4] [5]}以下の「エンハンスメント係数」に記載されている非常に小さな違いがありますが、高い精度が要求されない限り、多くの計算では無視できます。

パラナル天文台の セロパラナルでの アタカマ砂漠は、地球上で最も乾燥した場所の一つです。 ^[6]

絶対湿度

絶対湿度は、特定の体積または質量の空気中に存在する水蒸気の総質量です。温度は考慮していません。大気中の絶対湿度は、空気が 30 °C (86 °F) で飽和状態のときに、ほぼゼロから 1 立方メートルあたり約 30 g (1.1 オンス) の範囲です。^{[7] [8]}

絶対湿度は水蒸気の質量です ${\displaystyle (m_{H_{2}O})}$、空気と水蒸気の混合物の体積で割った ${\displaystyle (V_{net})}$、次のように表すことができます。

${\displaystyle AH={\frac {m_{H_{2}O}}{V_{net}}}.}$

絶対湿度は、体積が一定でない場合、気温や気圧が変化すると変化します。これは、温度が大幅に変化する可能性のある乾燥などの化学工学計算には適していません。その結果、化学工学における絶対湿度は、乾燥空気の単位質量あたりの水蒸気の質量を指す場合があり、湿度比または質量混合比(以下の「比湿」を参照) とも呼ばれ、熱と質量に適しています。バランス計算。上式の単位体積あたりの水の質量は、体積湿度としても定義されます。混乱を招く可能性があるため、英国規格BS 1339 ^[9]では、「絶対湿度」という用語を避けることを提案しています。ユニットは常に慎重にチェックする必要があります。多くの湿度チャートは g/kg または kg/kg で示されていますが、任意の質量単位を使用できます。

気体と蒸気の混合物の物理的および熱力学的特性の研究に関係する分野は、湿り空気線図と呼ばれています。

相対湿度

相対湿度 ${\displaystyle (RH}$ または ${\displaystyle \phi )}$空気と水の混合物の割合は、水蒸気の分圧の比として定義されます${\displaystyle (p_{H_{2}O})}$水の平衡蒸気圧への混合物中で${\displaystyle (p_{H_{2}O}^{*})}$所定の温度の純水^{[10] の}平らな表面上: ^{[11] [12] [4]}

${\displaystyle \phi ={p_{H_{2}O} \over p_{H_{2}O}^{*}}}$

換言すれば、相対湿度の比である水蒸気が空気中にあるどのくらいとどのくらいの水蒸気空気が潜在的に含まれている可能性が所定の温度で。それは空気の温度によって異なります。冷たい空気はより少ない蒸気を保持できるため、一部の空気を冷やすと水蒸気が凝縮する可能性があります。同様に、霧を含む空気を暖めると、水滴の間の空気が水蒸気を保持できるようになるため、霧が蒸発する可能性があります。そのため、絶対湿度が一定であっても、空気の温度を変えると相対湿度を変えることができます。

相対湿度は、目に見えない水蒸気のみを考慮します。霧、雲、霧、水のエアロゾルは、空気の相対湿度の測定にはカウントされませんが、それらの存在は、空気の塊が露点に近い可能性があることを示しています。

相対湿度は通常パーセンテージで表されます。パーセンテージが高いほど、空気と水の混合物の湿度が高いことを意味します。相対湿度が 100% の場合、空気は飽和し、露点に達します。

相対湿度は、降水、露、または霧の可能性を示す指標であるため、天気予報やレポートで使用される重要な指標です。暑い夏に天候、相対湿度の上昇が増加見かけ温度にヒト（および他の動物を妨げることによって）蒸発の汗を皮膚から。たとえば、ヒート インデックスによると、80.0 °F (26.7 °C) の気温で 75% の相対湿度は、83.6 °F ±1.3 °F (28.7 °C ±0.7 °C) のように感じられます。^{[13] [14]}

比湿

比湿(または含水量) は、空気の塊の総質量に対する水蒸気の質量の比率です。^[15]比湿は、混合比 にほぼ等しくなります。混合比は、空気小包の水蒸気の質量と同じ小包の乾燥空気の質量の比率として定義されます。温度が下がると、飽和に達するために必要な水蒸気の量も減少します。空気の塊の温度が下がると、水塊を追加または失うことなく、最終的に飽和点に達します。

関連概念

相対湿度という用語は、空気中の水蒸気のシステムのために予約されています。相対飽和という用語は、水以外の凝縮性相と空気以外の非凝縮性相で構成されるシステムの類似の特性を表すために使用されます。^[16]

空気の湿度を測定するために使用される装置は、乾湿計または湿度計と呼ばれます。恒湿はしばしば制御するために使用される、湿度トリガスイッチである除湿機を。

空気と水蒸気の混合物の湿度は、混合物の乾球温度( T ) と湿球温度( T _w ) の両方がわかっている場合、湿り空気線図を使用して決定されます。これらの量は、スリング乾湿計を使用して簡単に推定できます。

水蒸気の平衡蒸気圧を温度の関数として推定するために使用できる実験式がいくつかあります。アントワーヌ方程式は、 3つだけのパラメータ（持つ、これらの最も複雑な一つであるA、B、及びCを）。Goff-Gratch 方程式やMagnus-Tetens 近似などの他の公式は、より複雑ですが、より高い精度が得られます。^[要出典]

アーデン降圧式は：一般的に、このトピックに関する文献に遭遇した^[17]

${\displaystyle e_{w}^{*}=(1.0007+3.46\times 10^{-6}P)\times 6.1121\,e^{17.502T/(240.97+T)},}$

どこ ${\displaystyle T}$ は、摂氏 (°C) で表される乾球温度です。 ${\displaystyle P}$ ミリバールで表される絶対圧力です。 ${\displaystyle e_{w}^{*}}$ミリバールで表される平衡蒸気圧です。Buck は、この特定の形式の一般化された式を使用して水の平衡蒸気圧を推定した場合、-20 ～ +50 °C (-4 および 122 °F) の最大相対誤差は 0.20% 未満であると報告しています。

湿度を測定および調整するために使用されるさまざまなデバイスがあります。最も正確な測定のための校正標準には、重量式湿度計、チルドミラー式湿度計、電解式湿度計が含まれます。重量法は最も正確ですが、非常に面倒です。高速で非常に正確な測定には、チルドミラー法が効果的です。^[18]プロセスのオンライン測定に関して、現在最も一般的に使用されているセンサーは、相対湿度を測定するための静電容量測定に基づいており^[19]、絶対湿度を表示するための内部変換を行うことがよくあります。これらは安価で、シンプルで、概して正確で、比較的堅牢です。すべての湿度センサーは、乾燥機からの排気流など、ほこりを含んだガスを測定する際に問題に直面します。

湿度は、遠隔地に設置された衛星を使用して地球規模で測定されます。これらの衛星は、高度 4 ～ 12 km (2.5 ～ 7.5 マイル)の対流圏の水の濃度を検出できます。水蒸気を測定できる衛星には、赤外線に敏感なセンサーが搭載されています。水蒸気は、このスペクトル バンドの放射線を特に吸収して再放射します。衛星の水蒸気画像は、気象条件 (雷雨の形成など) の監視や天気予報の開発に重要な役割を果たします。

湿度は水の気化と凝縮に依存し、これは主に温度に依存します。したがって、水で飽和したガスにより多くの圧力を加えると、すべてのコンポーネントは、理想気体の法則に従って最初に体積が減少します。ただし、水の一部は、以前とほぼ同じ湿度に戻るまで凝縮し、理想気体の状態方程式が予測したものとは異なる総体積をもたらします。逆に、温度を下げると、いくらかの水が凝縮し、理想気体の法則によって予測される最終的な体積から再び逸脱します。したがって、気体の体積は、湿度を除いた乾燥体積で表す場合もあります。この割合は、理想気体の法則により正確に従います。それどころか、飽和体積は、飽和（または100％相対湿度）まで湿度が加えられた場合にガス混合物が持つ体積です。

水の分子 ( M ≈ 18 u ) は、窒素の分子(M ≈ 28) または酸素の分子(M ≈ 32)よりも質量が小さいため、湿った空気は乾燥した空気よりも密度が低くなります。乾燥した空気中の分子の約 78% は窒素 (N ₂ ) です。乾燥した空気中の分子の 21% は酸素 (O ₂ ) です。乾燥空気の最後の 1% は、他のガスの混合物です。

どのような気体でも、与えられた温度と圧力で、特定の体積に存在する分子の数は一定です –理想気体の状態 を参照してください。したがって、その体積の乾燥した空気に水分子 (蒸気) が導入されると、温度と圧力が一定であれば、体積内の空気分子の数は同じ数だけ減少するはずです。（水の分子、または任意の他の分子の添加は、ガスに、他の分子の同じ数を除去することなく、必ずしも温度、圧力、又は総体積の変化を必要とする;すなわち、変化少なくともの一つこれらの 3 つのパラメーター. 温度と圧力が一定のままであれば、体積が増加し、移動された乾燥空気分子が最初に追加の体積に移動し、その後、混合物は拡散によって最終的に均一になります。) したがって、単位体積あたりの質量はガスの密度 - 減少します。アイザック・ニュートンはこの現象を発見し、彼の著書Opticks でそれについて書いています。^[20]

空気 - 水システムの相対湿度は、温度だけでなく、対象のシステムの絶対圧力にも依存します。この依存性は、以下に示す空気 - 水システムを考慮することによって実証されます。システムは閉じています (つまり、システムに出入りするものはありません)。

状態 A のシステムが等圧的に加熱されている場合 (システム圧力を変化させずに加熱している場合)、水の平衡蒸気圧は温度の上昇とともに増加するため、システムの相対湿度は減少します。これは State B に示されています。

状態 A のシステムが等温圧縮 (システム温度を変更せずに圧縮) されている場合、システムの相対湿度は増加します。これは、システム内の水の分圧が体積の減少に伴って増加するためです。これは状態 C に示されています。202.64 kPa を超えると、RH が 100% を超え、水が凝縮し始める可能性があります。

状態 A の圧力が、体積を変更せずに単に乾燥空気を追加することによって変更された場合、相対湿度は変化しません。

したがって、相対湿度の変化は、システム温度の変化、システムの体積の変化、またはこれらの両方のシステム特性の変化によって説明できます。

増強因子

強化要因 ${\displaystyle (f_{w})}$ 湿った空気中の水の飽和蒸気圧の比として定義されます ${\displaystyle (e'_{w})}$ 純水の飽和蒸気圧：

${\displaystyle f_{W}={\frac {e'_{w}}{e_{w}^{*}}}.}$

増強係数は、理想気体システムの 1 に等しい。ただし、実際のシステムでは、気体分子間の相互作用効果により、空気中の水の平衡蒸気圧は、純粋な水蒸気の平衡蒸気圧に比べてわずかに増加します。したがって、拡張係数は通常、実際のシステムの 1 よりもわずかに大きくなります。

Wexler、Goff、および Gratch によって開発されたような経験的関係が、湿り空気線図システムの特性を推定するために使用される場合、増強係数は水蒸気の平衡蒸気圧を修正するために一般的に使用されます。

バック氏は、海面において、飽和湿った空気中の水の蒸気圧は、純水の平衡蒸気圧よりも約 0.5% 増加すると報告しています。^[17]

気候制御とは、人間の快適さ、健康、安全を提供し、機械、機密資料 (例えば、歴史的) および技術的な環境要件を満たすことを目的とした、建物、車両、およびその他の閉鎖空間の温度および相対湿度の制御を指します。プロセス。

気候

午前 9 時のオーストラリア周辺の年間平均湿度。

  80～90%

  30～40%

湿度自体は気候変数ですが、他の気候変数にも影響します。環境湿度は、風や降雨の影響を受けます。

地球上で最も湿度の高い都市は、通常、赤道近くの沿岸地域に位置しています。アジアとオセアニアの一部の都市は、最も湿度の高い都市です。バンコク、ホーチミン、クアラルンプール、香港、マニラ、ジャカルタ、那覇、シンガポール、高雄、台北は、水域や赤道に近く、曇天が多いため、年間を通じて湿度が非常に高くなります。いくつかの場所は、暖かさのような、生ぬるいサウナの感触を与えると組み合わせる彼らの雨季の間に極端な湿度を体験コルカタ、チェンナイとコーチンではインド、およびラホールでパキスタン。パキスタンのインダス川沿いに位置するサッカル市は、国内で最も高く不快な露点があり、モンスーンの季節にはしばしば 30 °C (86 °F) を超えます。^[21]

高温と高露点が組み合わさり、65 °C (149 °F) を超える熱指数が発生します。ダーウィンは、12 月から 4 月にかけて非常に湿度の高い雨季を経験します。ヒューストン、マイアミ、サンディエゴ、大阪、上海、深セン、東京でも、夏の間は極端に湿度が高くなります。南西と北東のモンスーン シーズン (それぞれ 5 月下旬から 9 月と 11 月から 3 月) には、大雨と降雨後の比較的高い湿度が予想されます。モンスーンの季節以外は、湿度が高い (赤道から遠い国と比較して) が、完全に晴れた日が多い. オーストラリアのタスマニア北部などの涼しい場所では、オーストラリア本土とタスマニアの間の海のために年間を通じて湿度が高くなります。夏には、高温の乾燥した空気がこの海に吸収され、気温が 35 °C (95 °F) を超えることはめったにありません。

世界の気候

湿度はエネルギー収支に影響を与え、それによって 2 つの主要な方法で温度に影響を与えます。まず、大気中の水蒸気には「潜在」エネルギーが含まれています。蒸散または蒸発中に、この潜熱が地表の液体から取り除かれ、地表が冷やされます。これは、表面での最大の非放射冷却効果です。これは、地表での平均的な正味の放射温暖化の約 70% を補償します。

第二に、水蒸気はすべての温室効果ガスの中で最も豊富です。水蒸気は、緑色の光を透過させ、赤色の光を吸収する緑色のレンズのように、「選択的吸収体」です。文字通り見ることができるように、水蒸気は他の温室効果ガスと同様に、ほとんどの太陽エネルギーに対して透過的です。しかし、それは地表から上方に放出された (放射された) 赤外線エネルギーを吸収するため、湿度の高い地域では夜間の冷却がほとんど行われませんが、乾燥した砂漠地域では夜間にかなり冷却されます。この選択的吸収が温室効果を引き起こします。それは、太陽との理論的な放射平衡温度を大幅に超えて表面温度を上昇させます。水蒸気は、他の温室効果ガスよりも多くのこの温暖化の原因です。

ただし、他のほとんどの温室効果ガスとは異なり、水は地球のすべての地域で沸点を下回るだけでなく、多くの高度で氷点を下回る。凝縮可能な温室効果ガスとして、はるかに低いスケール高と短い大気寿命で沈殿します— 数十年ではなく数週間。他の温室効果ガスがなければ、地球の黒体温度は水の氷点よりも低く、水蒸気が大気から除去されます。^{[22] [23] [24]}したがって、水蒸気は非凝縮性温室効果ガスの「奴隷」です。^{[25] [26] [27]}

動植物の生活

湿度は、あらゆる生息地 (ツンドラ、湿地、砂漠など) を定義する基本的な非生物的要因の1 つであり、特定の環境でどの動物や植物が繁栄できるかを決定する要因です。^[28]

人体は発汗とその蒸発によって熱を放出します。周囲の空気への熱対流、および熱放射は、体からの熱輸送の主なモードです。湿度が高い状況では、皮膚からの汗の蒸発速度が低下します。また、湿度の高い時期に、大気が皮膚と同じか、それよりも暖かい場合、体の表面に運ばれた血液は、空気に伝導して熱を放散できません。体の外面に流れる血液が多すぎると、活動している筋肉、脳、その他の内臓に行く血液が少なくなります。体力が低下し、疲労の発生が早まる。注意力や精神力も影響を受け、熱中症や高熱を引き起こす可能性があります。

人間の快適さ

湿度は熱的快適性にとって重要な要素ですが、人間は相対湿度の変化よりも温度の変化に敏感です。^[29]湿度は、気温が低い屋外での熱的快適性への影響は小さく、適度な気温ではわずかに顕著であり、気温が高い場合ははるかに強い影響があります。^[30]

人体は気化冷却を温度調節の主要なメカニズムとして使用しているため、人間は湿った空気に敏感です。湿った状態では、皮膚上で汗が蒸発する速度は、乾燥した状態の場合よりも遅くなります。人間は温度そのものではなく、体からの熱伝達率を感知するため、相対湿度が低いときよりも高いときの方が暖かく感じます。

人間は、温度に応じてさまざまな湿度 (30 ～ 70% ^[31])で快適に過ごすことができますが、理想的には、絶対温度(60°F 露点) を超えないようにします。^[32]、 ... 40  % ^[33]と 60  % の間。^[34]一般に、他のすべての要因が一定に保たれている場合、気温が高い場合は、気温が低い場合と比較して、熱的快適性を実現するために低い湿度が必要です。たとえば、衣類レベル = 1、代謝率 = 1.1、風速 0.1 m/s の場合、気温と平均放射温度が 20 °C から 24 °C に変化すると、最大許容相対湿度が 100% から 100% に低下します。 65% は、熱による快適な状態を維持します。CBE温熱ツールは、特定の熱的快適条件の相対湿度の効果を実証するために使用することができ、ASHRAE規格55から2017への適合性を実証するために使用することができます。^[35]

湿度の高い環境で呼吸が困難になる人もいます。喘息などの呼吸器疾患が関係している場合もあれば、不安症の結果である場合もあります。患者はしばしばそれに反応して過呼吸になり、しびれ、失神、集中力の喪失などの感覚を引き起こします。^[36]

湿度が非常に低いと、不快感、呼吸器系の問題が生じ、人によってはアレルギーが悪化する可能性があります。湿度が低いと、鼻腔内の組織が乾燥し、ひびが入り、ライノウイルスの風邪ウイルスが侵入しやすくなります。^[37]極端に低い (20  % 未満) 相対湿度も、目の炎症を引き起こす可能性があります。^{[38] [39]}家庭、特に寝室での加湿器の使用は、これらの症状の緩和に役立ちます。^[40]特に冬には、居住者の鼻腔が乾燥する可能性を減らすために、室内の相対湿度を 30% 以上に保つ必要があります。^{[38] [41] [42]}

エアコンは、温度だけでなく湿度も下げることで不快感を軽減します。冷たい外気を加熱すると、室内の相対湿度レベルを 30% 未満に下げることができます。^[43] ASHRAE 基準 55-2017: 人間の居住のための熱環境条件 によると、室内の熱的快適性は、温度に寄与する他の要因のレベルに応じて、相対湿度が 0% から 100% の範囲のPMV法によって達成できます。快適。^[44]ただし、空調された建物の室内相対湿度の推奨範囲は、一般的に 30 ～ 60% です。^{[45] [46]}

人の健康

湿度が高いと、エアロゾル化したインフルエンザ ウイルスの感染力が低下します。ある研究では、「室内の相対湿度を 40% 以上に保つと、エアロゾル化したウイルスの感染力が大幅に低下する」と結論付けられています。^[47]

粘液線毛クリアランスにおける気道はまた、低湿度によって妨げられます。犬を使った 1 つの研究では、絶対湿度が 9 g 水/m ^{3 の}場合、30 g 水/m ^{3 の}場合よりも粘液の輸送が低いことがわかりました。^[48]

湿度の上昇はまた、特に高温多湿の気候での作業や運動に慣れている場合に、体重が適度に増加する総体水分の変化を引き起こす可能性があります。^[49]

建物の建設

建物構造における高湿度の影響（ 一次風解）。

一般的な建設方法では、熱境界が不十分な建物の囲いが作成されることが多く、外部環境条件に抵抗しながら屋内環境条件を維持するように設計された断熱および空気バリア システムが必要です。^[50] 20 世紀に導入されたエネルギー効率の高い密閉構造も湿気の移動を遮断し、壁の中や周囲に結露が発生するという二次的な問題を引き起こし、カビやカビの発生を助長します。さらに、基礎が適切に密閉されていない建物では、石材製品に見られる細孔の毛細管現象により、壁を水が流れることができます。結露を回避するエネルギー効率の高い建物のソリューションは、建築の現在のトピックです。

HVACシステムを使用する建物の空調管理では、相対湿度を快適な範囲に維持することが重要です。

気温が高く、相対湿度が低い場合、水の蒸発は急速です。土は乾き、ラインやラックに吊るされた濡れた衣服はすぐに乾き、汗は皮膚から容易に蒸発します。木製家具は収縮し、これらの表面を覆う塗料が割れてしまうことがあります。

気温が低く、相対湿度が高いときは、水の蒸発が遅くなります。相対湿度が 100  % に近づくと、表面に結露が発生し、カビ、腐食、腐敗などの湿気による劣化の問題が発生します。結露は、カビや木の腐敗の成長を促進するだけでなく、非常口が凍結する可能性があるため、安全上のリスクをもたらす可能性があります。

工場、研究所、病院、およびその他の施設における特定の生産および技術プロセスおよび処理では、加湿器、除湿器、および関連する制御システムを使用して特定の相対湿度レベルを維持する必要があります。

乗り物

上記の建物の基本原則は、車両にも適用されます。さらに、安全上の考慮事項がある場合があります。たとえば、車内の湿度が高いと、フロントガラスの曇りや電気部品のショートなど、結露の問題が発生する可能性があります。加圧された旅客機、潜水艇、宇宙船などの乗り物や圧力容器では、これらの考慮事項は安全性にとって重要であり、圧力を維持するための機器を含む複雑な環境制御システムが必要です。

航空

航空会社は、内部相対湿度が低く、しばしば 20  %未満の環境で運用されます^{[51] 、}特に長距離フライトでは。湿度が低いのは、航空機の巡航高度で見られる、絶対湿度の低い非常に冷たい空気を吸い込んだ結果です。この空気のその後の温暖化により、相対湿度が低下します。これにより、目の痛み、皮膚の乾燥、粘膜の乾燥などの不快感が生じますが、機内に持ち込む必要のある水の量が大幅な重量損失となる可能性があるため、快適な中程度のレベルに上げるために加湿器は使用されません。旅客機が寒い高度から暖かい空気に向かって降下すると (おそらく、地上数千フィートの雲の中を飛行する場合も)、周囲の相対湿度が劇的に上昇する可能性があります。通常、この湿った空気の一部は、加圧された航空機の客室や他の加圧されていない領域に引き込まれ、冷たい航空機の外皮に結露します。液体の水は通常、客室の内側と外側の両方で、航空機の外板に沿って流れています。車内の相対湿度は急激に変化するため、コンポーネントはこれらの環境で動作することが認定されている必要があります。ほとんどの民間航空機コンポーネントに推奨される環境認定は、RTCA DO-160 にリストされています。

冷たく湿った空気は、氷の形成を促進する可能性があります。これは、翼の形状に影響を与え、重量を増加させるため、航空機にとって危険です。キャブレターエンジンが内部で形成する氷のさらなる危険持ってキャブレターを。したがって、航空気象レポート ( METAR ) には、通常露点の形で相対湿度の表示が含まれます。

湿度が高いと滑走路が長くなり、上昇性能が低下するため、パイロットは離陸距離を計算するときに湿度を考慮する必要があります。

密度高度は、空気密度が観測場所で示された空気密度と等しくなる標準大気条件 (国際標準大気) に対する高度、つまり密度で測定したときの高さです。地面からの距離よりも空気の。「密度高度」は、非標準温度に調整された気圧高度です。

気温の上昇、およびそれほどではないが湿度の上昇により、密度高度が上昇します。したがって、高温多湿の条件では、特定の場所の密度高度が実際の高度よりも大幅に高くなる場合があります。

エレクトロニクス

電子機器は、多くの場合、特定の湿度条件 (たとえば、10% から 90%) でのみ動作するように評価されています。範囲の上限では、湿気により透過性絶縁体の導電率が上昇し、誤動作を引き起こす可能性があります。湿度が低すぎると、材料がもろくなることがあります。記載されている動作湿度範囲に関係なく、電子機器にとって特に危険なのは結露です。電子アイテムが寒い場所から移動されたときにつながる、暖かく湿気の多い場所（家、外部熱帯）に凝縮してもよいコート回路基板や他の絶縁体（例えば、ガレージ、車、小屋、空気は、熱帯の空間をコンディショニング）短いです機器内部の回路。結露が蒸発する前に装置の電源を入れると、このような短絡により、重大な永久的損傷が発生する可能性があります。同様の結露効果は、メガネをかけている人が寒さから入ってくる (つまり、メガネが曇る) ときにもよく見られます。^[52]寒冷地から持ち込まれた後、電源を入れる前に、電子機器を数時間慣らすことをお勧めします。一部の電子デバイスは、このような変化を検出し、プラグを差し込むと、通常は小さな水滴の記号で、結露のリスクがなくなるまで使用できないことを示します。時間が重要な状況では、PC ケースからサイド パネルを取り外し、ファンをケースに吹き込むなど、デバイスの内部を流れる空気の流れを増やすと、新しい環境に順応するために必要な時間を大幅に短縮できます。

対照的に、湿度レベルが非常に低いと、静電気が蓄積しやすくなり、放電が発生したときにコンピュータが自発的にシャットダウンする可能性があります。スプリアスの不安定な機能とは別に、静電放電はソリッド ステート デバイスの絶縁破壊を引き起こし、不可逆的な損傷を引き起こす可能性があります。データ センターでは、これらの理由から相対湿度レベルを監視することがよくあります。

業界

高湿度は、特定のプロセス (例えば、水蒸気改質、湿式硫酸プロセス) の一部として炉を使用する化学プラントや精製所の能力に悪影響を及ぼすことがよくあります。たとえば、湿度が周囲の酸素濃度を低下させるため (乾燥空気は通常 20.9% の酸素ですが、100% の相対湿度では空気は 20.4% の酸素です)、煙道ガスファンは同じ発砲率。^[53]

焼く

湿球温度の上昇によって表されるオーブン内の湿度が高いと、焼いたアイテムの周囲の空気の熱伝導率が高まり、ベーキング プロセスが速くなり、さらには燃えることさえあります。逆に、湿度が低いとベーキングプロセスが遅くなります。^[54]

この文脈でのガスは、空気中の水の蒸気圧が、ガスと水蒸気の混合物の温度で水蒸気の平衡蒸気圧にあるとき、飽和と呼ばれます。液体の水 (および適切な温度の氷) は、飽和空気にさらされると、蒸発によって質量を失うことはありません。それはまた、例えば温度の低下に応じて、その部分間の温度差がない空間内での結露または霧の形成の可能性に対応している可能性があります。霧は非常に微細な液滴で構成されており、主に等速運動によって上空に保持されます (つまり、液滴は終端速度で空気中を落下しますが、それらは非常に小さいため、この終端速度も非常に小さいため、彼らが落下しているように私たちを見て、彼らは高く保持されているように見えます)。

相対湿度 ( RH  % ) が 100  % を超えることはありませんが、かなり良いガイドではありますが、ここで示したよりも高度な湿度の定義がなければ、絶対に正確ではありません。エアロゾル粒子が雲の凝縮核を形成するように活性化される雲の形成には、100 %をわずかに超える相対湿度まで空気塊の過飽和が必要 です。より小規模な例の 1 つは、核物理学の実験におけるウィルソンの霧箱に見られます。過飽和状態がその機能を達成するために誘導されます。

与えられた露点とそれに対応する絶対湿度の場合、相対湿度は温度によって非線形ではありますが逆に変化します。これは、水の分圧が温度とともに増加するためです。これは、ヘア ドライヤーから除湿器に至るまでのすべての背後にある動作原理です。

気温が高くなると水蒸気分圧が高くなる可能性が高まるため、海面での空気の水分含有量は、30 °C (86 °F) では約 0.5 質量% 以下であるのに対し、3 質量% にもなることがあります。 0 °C (32 °F) での質量%。これは、冬の間、暖房された構造物内の湿度が低く (水分を追加する手段がない場合)、乾燥した皮膚、かゆみのある 眼、静電気が持続することを説明しています。屋外が飽和（相対湿度100％）であっても、室内に侵入した外気を加熱すると、その吸湿能力が上昇し、相対湿度が低下し、室内（人体や観葉植物を含む）の湿った表面からの蒸発率が高まります。

同様に、湿度の高い気候の夏の間、エアコンで冷やされた空気から大量の液体の水が結露します。暖かい空気は露点以下に冷却され、余分な水蒸気は凝縮します。この現象は、冷たい飲み物を入れたカップの外側に水滴ができる現象と同じです。

経験則として、最大絶対湿度は、温度が 20 °F (11 °C) 上昇するごとに 2 倍になります。したがって、絶対湿度が保存されていると仮定すると、温度が 20 °F (11 °C) 上昇するごとに相対湿度は 2 分の 1 に低下します。たとえば、常温の範囲で、68 °F (20 °C) で相対湿度 50% の空気は、50 °F (10 °C)、その露点、および 41 °F (5 °C) 20 °C (68 °F) に加温された相対湿度 80% の空気は、相対湿度がわずか 29% で、乾燥したように感じます。比較すると、熱快適性標準ASHRAE 55では、湿度を制御するように設計されたシステムが露点を 16.8 °C (62.2 °F) に維持するように設計されていますが、湿度の下限は確立されていません。^[44]

水蒸気は、同じ温度の空気の他の気体成分よりも軽い気体であるため、湿った空気は自然対流によって上昇する傾向があります。これが、雷雨などの気象現象の背後にあるメカニズムです。相対湿度は、露や霧の発生の可能性を示す指標であるため、天気予報やレポートでよく言及されます。暑い夏に天候、それはまた、増加明らか温度にヒト（および他の動物を妨げることによって）蒸発相対湿度が上昇すると、皮膚から汗のを。この効果は、暑さ指数または湿度として計算されます。

湿度を測定するために使用される装置は、湿度計と呼ばれます。一つは、それが呼ばれる調節するために使用恒湿、または時々恒湿。(これらは、それぞれ温度の温度計とサーモスタットに似ています。)

引用

一般的なソース

• 世界の相対湿度の現在のマップ