湿球温度計算機

湿球温度とは何ですか？

湿球温度とは、空気中に水を蒸発させることで空気が到達できる最も低い温度です。物理的には、球部を濡れた布で包んで通風した温度計が示す温度のことです。水が蒸発すると球部から熱を奪い、蒸発と冷却が平衡に達するまで温度が下がります。

私たちの体も同じように — 発汗によって — 自らを冷やすため、湿球温度は熱ストレスをどれだけ和らげられるかを直接示す指標になります。空気が乾いているときは湿球温度は気温よりかなり低く、汗はすばやく蒸発します。空気が湿っているときは両者の温度は近づき、冷却は難しくなります。

この計算機は、気温と相対湿度を使って湿球温度を推定します。気温を °C または °F で、相対湿度をパーセントで入力してください。結果はどちらの温度単位でも表示できます。

計算機の仕組み

正確な湿球温度を求めるには、通常は反復的な湿度計算による解法が必要です。2011年、Roland Stull は、海面気圧で見られる条件の範囲、おおよそ相対湿度5〜99%、気温−20 °C〜50 °Cにわたって、正確な値を数十分の1度以内で再現する単一の経験的近似式を発表しました。

計算機はあなたの気温 $T$（摂氏）と相対湿度 $RH$（パーセント、つまり50%は50として入力）をその式に代入し、湿球温度 $T_w$ を摂氏で返します。出力単位を切り替えると華氏に換算します。

公式

$T_w = T \cdot \arctan\!\left[0.151977\,\sqrt{RH + 8.313659}\right] + \arctan(T + RH) - \arctan(RH - 1.676331) + 0.00391838\,RH^{3/2}\,\arctan(0.023101\,RH) - 4.686035$

ここで $T$ は °C 単位の気温、$RH$ はパーセント単位の相対湿度で、すべての $\arctan$ はラジアンで評価されます。結果 $T_w$ は °C です。

計算例

例1 — 暖かく、そこそこ湿った日。 $T = 30\,^{\circ}\mathrm{C}$、$RH = 50\%$ のとき：

$T_w \approx 22.3\,^{\circ}\mathrm{C}$

つまり空気は蒸発によって約22.3 °Cまでしか冷やせません — 快適ですが、はっきりと蒸し暑い状態です。

例2 — より涼しく、より湿った日。 $T = 25\,^{\circ}\mathrm{C}$、$RH = 60\%$ のとき：

$T_w \approx 19.5\,^{\circ}\mathrm{C}$

参照値（湿球温度、°C）

注意点と実用的な用途

• 約35 °Cの持続的な湿球温度は、人間が生存できる理論的限界と広く見なされています。その時点では、日陰で安静にしていても体が代謝熱をもはや放出できなくなるためです。
• 気温と湿度を1つの数値にまとめるため、湿球温度は熱ストレス指標、HVACや冷却塔の設計、人工降雪、農業で使われます。
• Stullの近似式は標準的な海面気圧を前提とします。高地では真の湿球温度はわずかに異なります。
• 天気が「どう感じられるか」に関連する指標については、空気密度計算機やビューフォート風力階級計算機をご覧ください。

よくある質問

湿球温度は常に気温より低いですか？ はい。空気が完全に飽和している（相対湿度100%）場合を除きます。その場合、湿球温度は気温（乾球温度）に等しくなります。

湿球温度と「体感」暑さ指数の違いは何ですか？ 暑さ指数は快適さに合わせて較正された尺度で知覚される暖かさを推定しますが、湿球温度は物理量 — 蒸発冷却で到達できる実際の最低温度 — です。

この推定はどれくらい正確ですか？ Stullの式は、通常の気象条件の範囲において、正確な湿度計算による湿球温度と通常およそ0.3 °C以内で一致します。