湿度とは
そもそも湿度とは、何を表しているのでしょうか。湿度の定義について、簡単に解説します。
空気の湿り具合を表す尺度
湿度とは、空気の湿り具合を表す尺度のことです。空気の中には、水が気体となった「水蒸気」が常に存在しています。水蒸気が多いほど湿った空気、少ないほど乾いた空気となるのです。
湿度は、暑さを感じる目安にもなります。晴れて気温が高くても、湿度が低いときはそれほど暑く感じません。逆に、雨が降って湿度が上がると、気温がそれほど高くなくても蒸し暑いと感じることがあります。
人は汗が水蒸気になるときのエネルギー（気化熱）によって、体温を調整しています。しかし、空気中にたくさんの水蒸気がある状態では汗が気化しにくく、うまく体温を下げられません。
このため、同じ気温でも湿度が高いほうが暑く感じるのです。
相対湿度と絶対湿度がある
湿度には「％」で表す「相対湿度」と、「kg/kg’」で表す「絶対湿度」の2種類があります。一般的に湿度といえば、相対湿度を指します。
相対湿度とは「空気中に含むことができる水蒸気の最大量」に対して、どの程度の水蒸気があるかを示す数値です。
空気中に水蒸気が入れるスペースは限られていて、温度によって広くなったり狭くなったりしています。このため、同じ水蒸気量でもスペースが広ければ相対湿度は低く、狭ければ高くなります。
一方、絶対湿度は空気中に含まれる水蒸気の重さです。例えば、1㎏の空気に10gの水蒸気が含まれる場合、絶対湿度は0.01kg/kg’と表されます。
湿度の理解に欠かせない用語
湿度を理解するために、知っておくと便利な用語があります。子どもに説明する際にも役立つので、覚えておきましょう。
飽和水蒸気量
飽和水蒸気量とは、1立方mの空気中に含むことのできる、水蒸気の最大量のことです。
気温に比例して変化し、気温が高いときは増え、低くなると減ります。気温ごとの飽和水蒸気量は既に判明しており、相対湿度を測れば実際に空気中にある水蒸気量を求められます。
例えば、気温20℃で相対湿度が50％のとき、20℃の飽和水蒸気量は17.3g/立方ｍなので、1立方mあたりの水蒸気量は17.3×0.5より8.65gです。
気温が10℃で相対湿度が50％の場合は9.4×0.5より4.7gとなるため、同じ湿度でも20℃のときよりずいぶん水蒸気量が少ないことが分かります。
| 気温［℃］ | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
| 飽和水蒸気量［ g/㎥］ | 4.8 | 6.8 | 9.4 | 12.8 | 17.3 | 23.0 |
露点
露点は、空気中の水蒸気量が飽和水蒸気量と等しくなる温度です。気温が露点より下がると、空気中に存在できなくなった水蒸気が水滴となり、物体の表面に付着します。
この現象は「結露」と呼ばれ、冬の窓ガラスや氷を入れたグラスの表面でよく見られます。暖かい室内の空気が冷たい空気に触れて冷やされ、露点に達することで結露が起こるのです。
また、湿った空気が上空で冷やされて露点に達すると、空気中のホコリに水蒸気が結露して雲ができます。
湿度が暮らしに与える影響
湿度は私たちの日常生活にも、大きな影響を与えています。湿度の変化によって起こるリスクや、快適な湿度を保つポイントを見ていきましょう。
湿度が低いとき
湿度が低いときは、インフルエンザなどのウイルス感染症にかかりやすくなるので注意が必要です。湿度が高い状態だとウイルスは水分を含んで重くなり、活動範囲が制限されます。
しかし、湿度が低くなるとウイルスは長い間空気中を漂い、人の体内に侵入しやすくなります。喉や鼻の粘膜も乾いてウイルスの侵入を防ぐ力が弱まるため、ますます風邪やインフルエンザにかかる可能性が高まるのです。
また、乾燥状態が続くと、皮膚や髪の毛からもどんどん水分が奪われていきます。肌がカサカサして痒くなったり、髪の毛が傷んだりと、美容面でも悩まされることになるでしょう。
湿度が高いとき
湿度が高いときに気になることは、カビやダニの繁殖です。カビやダニはアトピー性皮膚炎や喘息、鼻炎などのアレルギー症状の原因となるほか、食べ物を腐らせたり家具を傷めたりと、さまざまな被害をもたらします。
抵抗力の弱い子どもや高齢者がいる家庭では、特に注意する必要があるでしょう。
また、湿度が高く蒸し暑い日は、汗をかいても体温が下がりにくいため、熱中症になるおそれがあります。
曇りや雨の日でも、湿度が高い場合は無理をせず、除湿器やエアコンの除湿機能を使うようにしましょう。
快適な湿度を保つには
健康で衛生的な生活を送れる理想的な湿度は40～60％とされています。1年を通して50％前後に保たれていれば、快適に過ごせると考えてよいでしょう。
湿度は加湿器や除湿器を使うほか、次のような方法でもコントロールできます。
・湿度を下げる：窓を開けて換気する、サーキュレーターを使う、新聞紙や重曹を置く
・湿度を上げる：室内に濡れタオルを干す、拭き掃除をする、カーテンなどに霧吹きする
新聞紙や重曹は、換気しにくい下駄箱やクローゼットなどにおすすめのアイテムです。ただし、放置するとカビが発生するのでこまめに取り替えましょう。
湿度を上げる方法も、やり過ぎるとカビや結露の原因となります。湿度計を見ながら適度に実行しましょう。
湿度計の歴史と仕組み
目に見えない水蒸気の割合をどうやって測るのかと、疑問に思う人もいるでしょう。湿度計開発の歴史と、湿度を測る仕組みを解説します。
昔は毛髪を使っていた
世界で最初に湿度計が登場したのは18世紀のことです。当時の湿度計には、湿度によって伸び縮みする性質がある人の毛髪が使われていました。
毛髪のわずかな伸縮を機械的に拡大し、分かりやすく表示したものが毛髪湿度計です。伸縮度合いは毛髪のタイプによって異なり、フランス人女性の金髪が最も適しているとされました。
毛髪湿度計は電力が不要で置き場所を選ばず、火災の心配もないため、現在も美術品の管理などに使われています。
現在は感湿剤を使用した製品が主流
現在普及している湿度計で使われているのは、毛髪ではなく「感湿剤」と呼ばれる物質です。
感湿剤湿度計には、針で湿度を示すアナログタイプと、液晶パネルに数字で示すデジタルタイプがあります。
アナログタイプの内部には、感湿剤を貼った金属がゼンマイ状に組み込まれています。湿度の変化でゼンマイが収縮する動きに合わせて、針が動く仕組みです。
デジタルタイプは、湿気を帯びると電流が流れやすくなる感湿剤の性質を利用して、電気抵抗の変化から湿度を計測しています。
湿度計代わりになるアプリも登場
近年は、スマホで湿度が分かるアプリも登場しています。スマホさえあればどこにいても湿度が分かるので、大変便利です。
湿度計代わりになるスマホアプリには、以下の2種類があります。
・位置情報を利用して、気象庁が発表する地点ごとの湿度を表示する
・スマホに内蔵されている湿度センサーを利用して、室内の湿度を計測する
気象庁が発表する湿度は、実際に自分がいる場所の湿度と必ずしもイコールではありませんが、最寄りの地点の空気がどのくらい湿っているのかを知る目安となります。
外出時の服装を決めるときや、洗濯物を干すときの参考になるでしょう。
なお、湿度センサーを利用するアプリは、センサーが内蔵されている機種でしか使えません。Android端末の一部のみが対応しており、他の機種やiPhoneでは使用できないので注意しましょう。
気象観測データでみる湿度
室内の湿度と違い、屋外の湿度は誰もコントロールできません。観測中に、室内では起こりえない数値を記録することもあります。
気候としての湿度について、興味深いデータを見ていきましょう。
東京でも起こる「湿度100％」
湿度100％は、気温の低い山の上などで見られる現象です。富士山では、1日の平均湿度が100％の日もよくあります。
湿度が100％と聞くと、水中と同じ状態をイメージする人もいるでしょう。しかし、100％とはあくまでも飽和水蒸気量に対する割合で、空気がすべて水になるわけではありません。
なお、東京都心でも湿度100％を観測したことがあります。霧が出ている日や雨が続く日は、湿度100％を体験するチャンスです。
天気予報に注目して、100％の瞬間を待つのも面白いでしょう。
湿度の最小記録は？
日本で観測された湿度の最小記録は「0％」です。鹿児島県の屋久島や岐阜県の高山、熊本県の阿蘇山で、瞬間的に記録されています。
湿度は小数点以下を四捨五入するため、厳密には0.5％未満ということになります。とはいえ、極端に乾燥した状態であることには違いありません。
乾燥した砂漠地帯でも20～25％の湿度は保たれているとされており、平均的に湿度が高い日本で0％が記録されるのは、大変珍しい現象といえます。
なお、3地点で湿度が0％になった理由は分かっていません。
湿度が身近になる工作と実験
最後に、湿度の理解に役立つ工作と実験を紹介します。簡単にできるので、親子でチャレンジしてみましょう。
湿度計の工作
「セロハン」には、毛髪と同じように湿度で伸び縮みする性質があります。この性質を利用すると、湿度計を自作できます。
＜用意する物＞
・セロハン（3cm幅の帯状にカットする）
・500mLのペットボトル
・ストロー
・台座用の板や厚紙
・目盛りを書いた紙（厚紙に貼っておく）
・矢印の形に切った紙
・押しピン
・ハサミとテープ
まずは、ストローの端にセロハンの上端を貼り付け、残りは下に垂らしておきます。ストローの反対側には、矢印型にカットした紙を取り付けます。
ストローの中央に押しピンを挿し、ペットボトルの上部に留めましょう。台座にペットボトルを置き、動かないようテープで固定します。
台座に対してストローが水平になるようにしたら、垂れているセロハンの端をテープで台座に留めます。このとき、セロハンがたるまないように注意しましょう。
目盛りを記録する厚紙を、矢印が届く位置で台座に固定したら完成です。湿度が上がるとセロハンが伸びて針が下を向き、下がると上を向きます。
湿度を下げる実験
結露を利用して湿度を下げる実験もあります。事前に以下の物を用意しましょう。
＜用意する物＞
・空のペットボトル
・受け皿
・湿度計
実験場所は、できるだけ狭く、窓のない場所がおすすめです。洗面所やトイレ、納戸などがよいでしょう。
まずは実験の前日に、ペットボトルに8割ほどの水を入れて凍らせておきます。完全に凍ったら、受け皿に置いてしばらく放置し、湿度計で湿度の変化を観察しましょう。
氷が周囲の空気を冷やして結露が始まると、徐々に湿度が下がっていく様子が分かります。
湿度を理解して暮らしに生かそう
湿度は私たちの生活に深くかかわる尺度です。もし空気中にまったく水分がなかったら、生物はみな干からびてしまうでしょう。反対に、湿度が高過ぎて困ることもたくさんあります。
湿度を理解してコントロールすることは、快適な生活を送ることにつながります。湿度について家族みんなで正しく学び、暮らしに生かしていきましょう。
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構成・文／HugKum編集部
