同じ時刻でも、海岸・内陸・山地では相対湿度が同じとは限りません。これは、相対湿度が空気中の水蒸気量だけでなく、その場所の気温にも左右されるうえ、海からの水蒸気供給、地形、標高、風、雲や降水などが場所ごとに違うからです。
海岸では海から湿った空気が入りやすく、内陸では日中に気温が上がりやすいため相対湿度が低くなることがあります。山地では空気が上昇して冷えると相対湿度が上がりやすい一方、風下側では下降して暖まり、乾燥することもあります。
つまり、海岸ほど必ず湿度が高い、山地ほど必ず湿度が高い、という単純な順番ではありません。その時刻にどんな空気が流れ込み、どれだけ水蒸気を含み、どのくらい暖かいかで相対湿度は変わります。
相対湿度は「水蒸気量」と「気温」の両方で決まる
相対湿度は、現在の水蒸気圧を、その気温での飽和水蒸気圧と比べた割合です。
同じだけ水蒸気を含んでいても、気温が高い場所では飽和水蒸気圧が大きいため、相対湿度は低くなりやすくなります。反対に、気温が低い場所では相対湿度が高くなりやすくなります。
NOAAも、同じ水蒸気量なら、冷たい空気ほど相対湿度が高く、暖かい空気ほど低くなると説明しています。
このため、場所ごとの湿度を比べるときは「どこに水蒸気が多いか」だけではなく、「その場所の気温が何℃か」も同時に見る必要があります。
海岸ではなぜ相対湿度が高くなりやすいの？
海岸では、海面から蒸発した水蒸気を含む空気が入りやすいことが大きな理由です。
海は巨大な水蒸気源です。日中に陸地が海より強く暖まると、陸側で上昇気流が起こり、海から陸へ海風が吹くことがあります。
この海風が湿った空気を運ぶと、海岸付近では内陸より水蒸気圧が高くなり、相対湿度も高くなりやすくなります。
NOAAの海洋層の解説でも、冷たく湿った海洋性の空気が海岸部を覆い、条件によって内陸へ進入することが説明されています。
海岸でも昼に湿度が下がることがあるのはなぜ？
海から水蒸気が供給されていても、日射で気温が上がれば相対湿度は下がることがあります。
たとえば、朝は気温が低く相対湿度が高くても、昼に気温が大きく上がると、実際の水蒸気量がそれほど変わらなくても相対湿度は低下します。
そのため、「海岸＝一日中高湿度」ではありません。海風が入る時刻、日射の強さ、雲の量などで日変化も大きく変わります。
内陸ではなぜ日中の相対湿度が低くなりやすいの？
内陸では海から離れているため、海洋性の湿った空気の影響が弱い場合があります。
さらに陸地は海より温まりやすいため、晴れた日の昼間には気温が高くなりやすくなります。
水蒸気量が海岸と大きく違わなくても、内陸の方が気温が高ければ、飽和水蒸気圧が大きくなるため相対湿度は低くなります。
実際に米国国立気象局の沿岸地域向け予報でも、同じ日に海岸部では最低湿度が高く、内陸では大幅に低くなる例が示されています。
海風はどこまで内陸へ入るの？
海風の進み方は、地形や風向によって変わります。
平野が広く海から山まで遮る地形が少ない場所では、海風がかなり内陸まで進むことがあります。
法政大学の石狩平野に関する研究では、日本海側と太平洋側から入る海風が平野内で進入・収束する様子が調べられています。このように、海岸から離れた場所でも地形条件によって海の影響を受けることがあります。
逆に、海岸近くに高い山地があると、湿った海洋性空気の内陸進入が妨げられることがあります。
山地ではなぜ相対湿度が高くなることがあるの？
湿った空気が山にぶつかると、斜面に沿って上昇します。
上昇する空気は周囲の気圧が低くなるため膨張し、温度が下がります。気温が下がると飽和水蒸気圧も小さくなるため、空気中の水蒸気量が大きく変わらなくても相対湿度は上昇します。
さらに冷えて飽和すると、雲ができ、雨や雪が降ることがあります。
NOAA Climate.govも、海から来た湿った空気が山地で上昇・冷却され、雲や降水を生じやすくなる地形性効果を説明しています。
山の風下側では逆に乾燥することがある
山地だから常に湿度が高いわけではありません。
山の風上側で湿った空気が上昇し、雲や雨によって水分を失ったあと、その空気が風下側へ下降すると、圧縮されて温度が上がります。
すると飽和水蒸気圧が増え、相対湿度は下がります。
このため、山の風上側は湿潤でも、風下側は乾燥する「雨陰」ができます。場所が山地かどうかだけではなく、風上か風下かも重要です。
標高が高ければ必ず湿度も高いの？
必ずしもそうではありません。
標高が高い場所は気温が低いため、相対湿度が高くなる条件はあります。しかし、その空気自体に水蒸気が少なければ、相対湿度が低いこともあります。
また、高山では強い風によって乾いた空気が運ばれたり、雲の上に出て乾燥した空気に包まれたりすることもあります。
つまり、標高は気温を通じて相対湿度へ影響しますが、標高だけで湿度は決まりません。
谷や盆地では湿度が高くなることもある
谷や盆地では、夜間に冷たい空気が低い場所へたまりやすくなります。
気温が下がると相対湿度は上がるため、朝方には霧や露が生じやすくなることがあります。
一方、晴れた日の昼には盆地内の気温が大きく上がり、相対湿度が急に下がることもあります。
このため、内陸盆地では一日の湿度変化が海岸より大きくなる場合があります。
都市と郊外でも相対湿度は違うことがある
都市ではアスファルトや建物が多く、日中や夜間の気温が周辺より高くなることがあります。
水蒸気量が同程度でも、都市部の気温が高ければ相対湿度は低くなりやすくなります。
また、緑地や水面が少ない場所では蒸発散による水蒸気供給が少なくなることもあります。
そのため、同じ平野内でも都市中心部と郊外で湿度が違うことがあります。
季節によって海岸と内陸の差も変わる
湿度の地域差は一年中同じではありません。
夏は海風や湿った季節風の影響が強く、海岸から内陸へ湿った空気が広がることがあります。
冬は季節風が山地を越える途中で雪や雨を降らせ、風下側へ乾いた空気が流れ込むことがあります。
気象庁の1991〜2020年平年値を見ると、日本各地の相対湿度は地点ごとだけでなく月ごとにも異なり、地域差が季節によって変化することが分かります。
同じ時刻でも天気が違えば湿度も変わる
ある地点が晴れ、別の地点が曇りや雨なら、同じ時刻でも気温と水蒸気量が違います。
雨の場所では蒸発や降水によって空気が湿りやすく、雲の下では日射が弱く気温も上がりにくいため、相対湿度が高くなりやすくなります。
晴れている内陸では気温が上がり、相対湿度が下がりやすくなります。
そのため、広い地域の湿度を比べるときは、地形だけでなく、その日の天気分布も見る必要があります。
「海岸・内陸・山地」を比べるときのポイント
- 海岸では海から水蒸気が供給されやすい
- 内陸は昼に気温が上がりやすく、相対湿度が下がることがある
- 海風がどこまで入るかは平野や山地の配置で変わる
- 山の風上側では空気が上昇・冷却し、湿度が上がりやすい
- 山の風下側では空気が下降・昇温し、乾燥することがある
- 標高だけでなく、水蒸気量・風・雲・降水も重要
まとめ
同じ時刻でも海岸・内陸・山地で相対湿度が違うのは、場所ごとに水蒸気の供給量と気温が違い、それを海風、地形、標高、上昇・下降気流、雲や降水が変化させるからです。
海岸では海から湿った空気が入りやすく、内陸では日中に気温が上がって相対湿度が低くなることがあります。山地では上昇する空気が冷えて湿度が高くなる一方、風下側では下降して暖まり、乾燥することもあります。
したがって、湿度の地域差は「海に近いか」「山にいるか」だけでは決まりません。その場所へどんな空気が流れ込み、その空気が地形によってどう動き、どのくらい暖められたり冷やされたりしたかを見ることが大切です。
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