■クーラー寒くないですか？
毎年、夏になると話題になる
「クーラーをつけると寒い」問題
実は…
「気温」ではなく「湿度」を下げる
この設定で「寒い」から解放されるのをご存知でしょうか？
人によって暑さの感じ方は千差万別。
なので…少し検証してみました🤔
下は物理演算色々書いてあるので、長文を読むのが面倒な方は
部屋の「湿度」を下げてみる
だけ、知っておくとクーラーの「寒い」から回避できる…かも？
※電気代は検証していません💦
■記録的な暑さ
今年の夏は、世界各地でも記録的酷暑の報道が連日されていました。
特に、酷暑被害が大きかったのは「フランスの熱波」
クーラーがない家が多く、熱中症になる人が続出し甚大な被害が出た報道を連日見かけました。
というものです。
日本に住んでいて「40℃超えの日をクーラーが無い状態」で過ごしていたら、
多大な影響が出るのは容易く想像がつきます。
ですが、アメリカ中西部で「湿度の低い場所」に住んでいた私の経験から
・40℃を超える日と時間は、限られている
・クーラーがなくても過ごせている。
そんな場所では：数日数時間程度の希少性のある天候に予算をかける事は、あまりしないと予想しています🤔
日本で同様のケースで例えると…
・沖縄に雪が降るので、雪対策をしよう
といったニュアンスに近いかもしれません。
■気温だけじゃないの？
・気温40℃は日本ではクーラー必須の危険な暑さ
→では、海外の40℃は身体的にどう感じるのでしょうか？
・以前私が住んでいたアメリカの中西部山岳地帯での体感
・住んでいた家にクーラーはありませんでした。
・扇風機も買っていませんでした。
窓を空けた屋内で快適に過ごすことが出来ました。
■湿度が身体の負担に大きく影響しているのではないか？
と、私は考えています🤔
湿度の値で汗が蒸発しない…等も影響があると思います。
※これはあくまでも私の想定であり、独学なので正確性は不明です
■我が家の時計から感じる快適な「温度」と「湿度」
画像は我が家の時計です。
湿度と温度は、私が抱えていた分だけ、数値が少し上乗せされています。
我が家が快適と感じる設定は
湿度：40％-50％
気温：25－28℃
湿度を低く設定し、温度は重要視しない傾向にあります。
■大事なのは「気温」だけではない
地上の気象現象を解析する上で
「気温」よりも
「湿球温度」や「相当温度」の方が
物理的に有意義であると、私は捉えています🤔
簡単に調べたものですが、
気象学の熱力学的な基礎（理想気体の状態方程式や飽和水蒸気圧など）について、
東京学芸大学気象学研究室の公開資料が分かりやすくまとめられています。
出典：
東京学芸大学気象学研究室「2 大気の熱力学」
『気象学の基礎知識』
URL: http://kishou.u-gakugei.ac.jp/basic/doc02.pdf
■以下は概要
大気は理想気体として近似でき、
圧力(p)、密度(ρ)、絶対温度(T)の間には p=ρRT
という関係が成り立つ。
気象学では、乾燥空気の平均分子量に基づいた気体定数
R=287 J/kg·K
を用いるのが一般的である。
- 飽和水蒸気圧: 気温が上がると大きくなり、テテンの式などの近似式で計算される。
- 湿度の指標: 相対湿度のほか、温度や圧力が変化しても保存される量として混合比や比湿が気象学では重要視される。
- 露点温度: 圧力を一定に保って空気を冷却した際、水蒸気が凝結し始める温度のことです。
- 静水圧平衡: 気圧は単位面積に加わる空気の重さであり、上空ほど低くなります。この重さと圧力が釣り合っている状態を指します,。
- スケールハイト: 気圧が地上値の 1/e（約0.37倍）に減少する高さのことで、現実の大気では約8kmです。
- 実用: 地上天気図では海面高度への気圧補正を行い、高層天気図では高度ではなく「指定気圧面」の高さで高低気圧を判断します
- 温度と飽和水蒸気圧の関係を、熱力学（ギブスの自由エネルギー）を用いて定量的に導出した式です。
- テテンの式のような指数関数的な変化の理論的裏付けとなっています。
テテンの式の公式
e_s = 611 * exp( 17.27 * (T – 273.15) / (T – 35.86) )
資料内では以下の2パターンの表記があります。
- 4ページ（本文）: 分子が T−273.16 となっています。
- 15ページ（まとめ）: 分子が T−273.15 となっています。
今回の記事では、絶対温度の定義である 273.15 を使う後者の形式を使用しました。
各記号の意味
- es: 飽和水蒸気圧。単位はパスカル (Pa) です。
- T: 絶対温度。単位はケルビン (K) です。
- exp: 指数関数（ネイピア数 e≈2.718 の累乗）を表します。
補足
- 計算の目的: この式は、ある気温における空気中の水蒸気が飽和状態にある時の圧力を求めるために使われます。
- 温度との関係: 飽和水蒸気圧は温度のみの関数であり、気温が上がると急激に（指数関数的に）大きくなるという特徴があります。
- 理論的背景: この近似式は、熱力学の基礎法則から導かれる「クラウジウス・クラペイロンの関係式」と非常によく似た形をしています
■テテンの式を使い、フランスと日本を比較してみた
「大気が持つ熱量（エネルギー）」計算を、引用の資料の式をつかい比較してみました。
「フランス：気温45℃、相対湿度40％」の場合
「日本：気温35.7℃、相対湿度75％」
と、なりました（間違っているかもしれません💦）
資料では、以下のステップで空気中のエネルギー状態を特定を試みました。
- テテンの式: 気温から「飽和水蒸気圧」を求めます。
- 相対湿度の定義: 飽和水蒸気圧に湿度をかけて、実際の「水蒸気圧」を求めます。
- 混合比 (r): 気圧と水蒸気圧から、空気1kgあたりに含まれる水蒸気の質量を求めます。
- 相当温度 (Te): 前回の対話でも触れた「熱量の指標」です。資料にある蒸発熱 L=2.5×106 J/kg を用い、気温（顕熱）に水蒸気の潜熱（L×r）を加味して計算します。
標準的な大気圧（1013.25 hPa）において、フランスの条件から「相当温度（大気が持つ総エネルギーを温度に換算したもの）」を算出し、それと同じエネルギーになる日本の気温を割り出しました。
| 地域 | 気温 | 相対湿度 | 混合比（水蒸気量） | 相当温度（熱量の指標） |
|---|---|---|---|---|
| フランス | 45.0 ℃ | 40 % | 約 24.5 g/kg | 約 105.9 ℃ |
| 日本（計算値） | 約 35.7 ℃ | 75 % | 約 28.2 g/kg | 約 105.9 ℃ |
- 結論: フランスの「45℃・湿度40%」という猛暑は、日本では「35.7℃・湿度75%」の時と、大気が持っている総熱量（相当温度）においてほぼ等しくなります。
- 水蒸気の力: フランスの方が気温は約9℃も高いですが、日本の方が湿度が高いため、空気1kgあたりに含まれる水蒸気量は日本（28.2g）の方がフランス（24.5g）より多くなります。
- 潜熱の影響: 資料にある通り、水蒸気には蒸発熱（潜熱）が含まれています。日本は気温が低くても、この「隠れた熱（潜熱）」が多いため、総エネルギーとしてはフランスの45℃に匹敵する、非常に「蒸し暑くエネルギーの高い」状態と言えます。
このように、資料の公式（テテンの式や混合比など）を活用すれば、単なる気温の比較ではなく、湿度を含めた「真の暑さ（エネルギー量）」を定量的に比較することが可能です。
※注：計算にあたり、乾燥空気の定圧比熱 cp=1005 J/kg·K を外部知識として使用しています。
■「40℃」といっても地域によって「暑さ」は全く異なる
・簡単にお伝えすると
日本の「40℃」と、他国の「40℃」は、同じ暑さでは無い。
理由は、湿度や風、地域の形状等によって「熱量」が変わるので
気温だけでは、暑さは表せないと思っています🤔
■「湿度」を下げれば、「気温」は高くても快適に過ごせる
湿度が低く標高が高い場所で住んでいたこともあり
日本の湿度と空気の濃さ(重さ)に、
毎年夏になるとアメリカに帰りたい・・と感じています🍉
湿度が低いと、実はとても快適✨️
電気代はどうなるか計算したことがないので何とも言えないのですが…
■快適なクーラー設定は
⚠️湿度を下げる（湿度40％-50％が快適ですが、低いともっと快適になります
・温度は割りと高めでも平気
クーラーの冷え対策として「湿度を下げる」を試すと夏が変わるかもしれません🎐
