結論からいうと、雨の日の湿度が季節や環境によって変化するのは、湿度が空気中の水蒸気量だけでなく気温にも左右され、さらに海からの水蒸気供給、前線や季節風、地形、雨滴の蒸発などの条件が季節・場所ごとに違うからです。夏は暖かく湿った空気が流れ込みやすく、雨の日でも多くの水蒸気を含むことがあります。冬は気温が低いため、空気中の水蒸気量が少なくても相対湿度が高くなる場合があります。
つまり、「雨ならいつでも湿度が同じ」「湿度が高いほど空気中の水分量も必ず多い」と考えるのは正確ではありません。相対湿度は気温と水蒸気量の組み合わせで決まり、その組み合わせが季節・地域・天気によって変わるため、雨の日の湿度も変化すると考えるとわかりやすくなります。
まず知っておきたい「湿度」の意味
気象庁で普通「湿度」と呼ぶものは相対湿度です。相対湿度は、実際に空気中に含まれている水蒸気量と、その気温で飽和するときの水蒸気量との比を百分率で表したものです。
このため、同じ量の水蒸気が空気中にあっても、気温が変われば相対湿度も変わります。暖かい空気では飽和までに含める水蒸気量が多いため、同じ水蒸気量なら相対湿度は低くなりやすく、冷たい空気では相対湿度が高くなりやすくなります。
NOAAも、相対湿度は現在の水蒸気量を、その気温で存在できる最大の水蒸気量と比べた割合であり、気温によって値が変化すると説明しています。
夏の雨で湿度が高くなりやすいのはなぜ？
夏は気温が高く、海や地面からの蒸発も活発になります。さらに日本付近では、南の海上から暖かく湿った空気が流れ込みやすい時期があります。
梅雨前線や台風の周辺では、こうした暖かく湿った空気が大量に運ばれます。そのため雨が降っているときも、空気中に含まれる水蒸気量そのものが多くなりやすく、露点も高くなります。
この状態では、相対湿度が高いだけでなく、実際の水蒸気量も多いため、蒸し暑く感じやすくなります。
冬は水蒸気が少なくても相対湿度が高くなることがある
冬は夏より気温が低いため、空気が飽和できる水蒸気量も少なくなります。
そのため、実際に含まれている水蒸気量が夏より少なくても、気温が低ければ相対湿度は高くなることがあります。
たとえば、冬の冷たい雨の日に相対湿度が90％近くても、夏の相対湿度70％の空気より実際の水蒸気量が少ないことがあります。数字だけを見ると冬のほうが「湿っている」ように見えても、空気中の水分量は別です。
この違いを理解するには、相対湿度と露点を分けて考えることが重要です。
露点を見ると季節ごとの水蒸気量を比べやすい
露点温度とは、空気を冷やしていったときに相対湿度が100％になる温度です。露点が高いほど、空気中に多くの水蒸気が含まれています。
National Weather Serviceは、露点は実際の水蒸気量を把握する指標として有用で、相対湿度だけでは湿り具合を誤解することがあると説明しています。
夏の雨では気温も露点も高く、暖かく湿った空気になりやすい一方、冬の雨では相対湿度が高くても露点は低いことがあります。
季節をまたいで湿度を比べるときは、相対湿度と露点をセットで見ると違いを理解しやすくなります。
雨滴の蒸発でも湿度は変化する
雨滴は雲から地上まで落ちる途中で、周囲の空気が乾いていると一部が蒸発します。
蒸発した水は水蒸気として空気中へ加わるため、周囲の水蒸気量を増やす方向に働きます。同時に、蒸発には熱が必要なので周囲の空気は冷やされます。
気温が下がり、水蒸気量が増えると、相対湿度はさらに上がりやすくなります。
NOAAの雷雨解説でも、落下する雨の一部が蒸発すると周囲の空気が冷却され、冷えた空気が下降しやすくなることが説明されています。
乾いた空気の中では雨のあとに湿度が急上昇することがある
雨が降る前の空気が乾いているほど、雨滴は蒸発しやすくなります。
そのため、夏の雷雨の前に乾いた空気が地上付近にある場合、雨が降り始めると水蒸気が増え、同時に空気が冷えて、相対湿度が短時間で大きく上がることがあります。
一方、梅雨のようにもともと空気が非常に湿っている場合は、雨滴が蒸発できる余地が小さいため、雨が降り始めても湿度の変化が比較的小さいことがあります。
雨の日でも相対湿度100％とは限らない
雨が降っているからといって、地上の相対湿度が必ず100％になるわけではありません。
雨粒は主に上空の雲の中で作られ、そこから地上へ落下してきます。雲の中では空気が飽和していても、その下の空気が完全に飽和しているとは限りません。
雲の下に乾いた空気があれば、地上の相対湿度が100％未満でも雨は降ります。雨粒の一部が途中で蒸発しながら地上へ届くこともあります。
したがって、地上で観測される湿度は「地上付近の空気の状態」であり、雲の中の湿度そのものではありません。
梅雨の湿度が高くなりやすい理由
梅雨の時期は、前線付近へ暖かく湿った空気が継続して流れ込みやすくなります。
さらに曇りや雨の日が多く、地面や植物が濡れた状態が続くため、地表からも水蒸気が供給されやすくなります。
気温が比較的高い時期なので、空気中には多くの水蒸気が存在できます。そのため、梅雨の雨では相対湿度だけでなく露点も高くなり、蒸し暑さを感じやすくなります。
台風の雨では高温多湿になりやすい
台風の周辺では、暖かい海上から大量の水蒸気を含んだ空気が運ばれます。
そのため、強い雨が降っていても気温が高く、空気中の水蒸気量も多い状態になることがあります。
このとき相対湿度が高いだけでなく、露点も高いため、非常に蒸し暑く感じられます。
「強い雨なら冷たく乾いた空気になる」とは限らないのは、このように雨を降らせている空気そのものが暖かく湿っている場合があるためです。
冬の日本海側では湿度の特徴が太平洋側と違う
気象庁は、日本列島の山地の影響で、冬は日本海側では曇りや雪・雨の日が多く、太平洋側では晴れの日が多いと説明しています。
冬の北西季節風は日本海を渡る間に水蒸気を受け取り、日本海側で雪雲を発達させます。そのため日本海側では曇天や降水に伴って相対湿度が高くなる日が多くなります。
一方、山を越えた太平洋側では空気が下降して乾燥しやすくなります。このため、同じ冬でも地域によって湿度の傾向が大きく異なります。
山の風上・風下でも湿度は変わる
湿った空気が山へぶつかると、風上側では斜面に沿って上昇します。上昇した空気は冷えるため相対湿度が高まり、雲や雨ができやすくなります。
一方、山を越えて風下側へ下降した空気は圧縮されて暖まり、相対湿度が下がりやすくなります。
そのため、同じ雨をもたらす気圧配置でも、山の風上側は高湿度、風下側は比較的乾燥という違いが生じることがあります。
しかも風向きは季節や台風の位置によって変わるため、同じ山でも湿度が高まりやすい斜面は毎回同じとは限りません。
海岸部と内陸でも湿度の季節変化は違う
海は大気へ水蒸気を供給する大きな水源です。海から湿った風が吹き込むと、沿岸部では水蒸気量が増えやすくなります。
一方、内陸では日中に地面が強く暖まり、気温が大きく上がることで相対湿度が下がることがあります。夕方に雷雨が起きると、雨滴の蒸発と気温低下で湿度が急上昇することもあります。
つまり、海岸と内陸では水蒸気供給と気温の日変化の大きさが違うため、雨の日の湿度変化にも差が出ます。
昼と夜でも雨の日の湿度は変化する
相対湿度は気温に左右されるため、同じ水蒸気量でも昼と夜で値が変わります。
日中に気温が上がれば相対湿度は下がりやすく、夜に気温が下がれば相対湿度は上がりやすくなります。
雨や曇りの日は日中の気温上昇が抑えられるため、晴天日より相対湿度が高く保たれることがあります。また、雨上がりの夜は濡れた地面から水蒸気が供給され、気温も下がるため湿度が高まりやすくなります。
雨がやんだ後の湿度も環境によって違う
雨がやんだ直後は、道路、土、草木、建物などが濡れています。そこから水が蒸発すると、空気中へ水蒸気が加わります。
しかし、雨上がりに乾いた風が強く吹けば、湿った空気はすぐに入れ替わります。日差しが戻って気温が上がれば、相対湿度も下がりやすくなります。
したがって、「雨上がりは必ず長時間高湿度」というわけではありません。雨後の風向き、日射、気温の上がり方が重要です。
都市・森林・水辺でも局地的な差が出る
都市では道路や建物が熱をため込みやすく、周辺より気温が高くなることがあります。気温が高くなると、同じ水蒸気量でも相対湿度は低くなる方向に働きます。
森林や公園、水辺では、土壌や植物、水面から水蒸気が供給されます。そのため、同じ雨域の中でも地表環境の違いで気温と水蒸気量の組み合わせが変わり、湿度にも差が出ることがあります。
ただし、風が強い場合は空気が混ざるため、局地的な差は小さくなることがあります。
同じ季節でも毎年同じ湿度にはならない
季節には代表的な湿度傾向がありますが、毎年同じではありません。
前線の位置、台風の接近、季節風の強さ、気温、海面水温などは年ごとに変化します。そのため、同じ7月でも梅雨前線が長く停滞する年と早く梅雨明けする年では、雨の日の湿度や蒸し暑さが変わります。
気象庁も、日本の天候を月・季節・年ごとにまとめ、気温・降水量などの変動を地域別に扱っています。湿度についても、季節的な傾向の上に日々・年々の気象条件の違いが重なります。
雨の湿度が変化する条件を理解するポイント
- 普段いう湿度は相対湿度で、水蒸気量と気温の両方で決まる
- 夏は暖かく湿った空気が多く、相対湿度だけでなく露点も高くなりやすい
- 冬は水蒸気量が少なくても、気温が低いため相対湿度が高くなることがある
- 雨滴の蒸発は水蒸気を増やし、同時に空気を冷やすため湿度を上げる方向に働く
- 雨が降っていても、地上の相対湿度が必ず100％になるわけではない
- 梅雨・台風・季節風では、流れ込む空気の温度と水蒸気量が大きく異なる
- 山の風上では湿度が高まり、風下では下降・昇温で乾燥することがある
- 海岸・内陸・都市・森林など、地表環境によっても湿度変化は異なる
- 季節をまたいで湿り具合を比べるときは、相対湿度だけでなく露点も見るとわかりやすい
つまり、雨の湿度が季節や環境によって変化する最大の理由は、相対湿度が気温と水蒸気量の両方で決まり、その2つを季節風・前線・台風・地形・海・雨滴の蒸発などが変化させるからです。「雨の日は湿度が高い」という大きな傾向だけでなく、気温、露点、風向き、季節、地形まで合わせて見ることで、なぜ雨の日の湿度が毎回同じではないのかを理解できます。
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