もうすぐ冬がやってくるね。冬って苦手なことが多いんだよね、もちろん好きなところもあるんだけど。スノーボードとかクリスマスとかお正月とか！
でも冬って乾燥するから嫌なんだよね。唇切れるし、肌も乾燥するし、静電気もいたるところからくるし！
なんで冬は乾燥するの！
じゃあ調べてみよう！なぜ冬は空気が乾燥するの？ ― 気温と湿度の関係をわかりやすく解説！
結論
冬に乾燥する大きな理由は、冷たい空気は水蒸気を多く含めないからです。
さらに、その冷たい外気を暖房で温めると、空気中の水分量はほとんど変わらないまま、空気が含められる水蒸気の上限だけが増えるため、相対湿度が下がります。
そしてこの仕組みは、以前の記事で紹介した
「凍らせたペットボトルで除湿できるの？」
という話と表裏一体です。
凍ったペットボトルの表面では、空気が冷やされることで水蒸気として存在できる量が減り、余った水分が水滴になります。
一方、冬の室内ではその逆で、
冷たい空気を暖房で温める
→ 水蒸気を含める余裕が増える
→ 同じ水分量でも相対湿度が下がる
→ 乾燥して感じる
ということが起こっています。
つまり、冬の乾燥と結露は、どちらも「温度によって空気中に存在できる水蒸気量が変わる」という同じ仕組みから起きているのです。
そもそも湿度って何？
天気予報などで見る「湿度50％」は、空気中に入っている水分の量そのものを表しているわけではありません。
一般的に表示される湿度は、
その温度で空気中に存在できる最大の水蒸気量に対して、今どのくらい水蒸気があるか
を表したものです。
これを、
相対湿度
といいます。
例えば、その温度で最大まで水蒸気が入った状態を100％とすると、その半分程度なら湿度50％というイメージです。
冷たい空気ほど水蒸気が少なくなりやすい
水がどれくらい空気中に水蒸気として存在できるかは、温度によって大きく変わります。
温度が高いほど、多くの水蒸気が存在できます。
反対に温度が低くなると、
空気中に存在できる水蒸気の量は少なくなります。
そのため、気温の低い冬は空気中の水分量そのものが少なくなりやすいのです。
「冬なのに湿度80％」はおかしくない？
冬の天気予報で、湿度80％と表示されることがあります。
「冬は乾燥するんじゃないの？」
と思うかもしれません。
ここでは、空気をコップに例えると分かりやすいです。
暖かい空気は、たくさん水蒸気を入れられる大きなコップ。
冷たい空気は、あまり水蒸気を入れられない小さなコップだと考えてみます。
例えば、
冬の5℃の空気
→ 小さいコップに8割入っている
夏の30℃の空気
→ 大きいコップに8割入っている
どちらも湿度は80％です。
でも、コップの大きさが違うので、実際に入っている水の量は全然違います。
つまり、
冬の湿度80％は「少ない水分量で小さなコップが8割埋まっている」状態
で、
夏の湿度80％は「多い水分量で大きなコップが8割埋まっている」状態
です。
だから同じ湿度80％でも、夏の空気のほうが実際にはずっと多くの水蒸気を含んでいます。
つまり、
湿度の数字だけでは、空気中の水分量そのものは分からない
ということです。
冬の室内が特に乾燥するのはなぜ？
ここでも、空気をコップに例えて考えると分かりやすいです。
冬の外の冷たい空気は、
水蒸気をあまり入れられない小さなコップのようなものです。
では、小さなコップに水を入れます。そしたら、その水を水蒸気を多く入れられる大きなコップに入れます。
すると、大きなコップを見たときに水の量は、ぱっと見少なく見えますよね？
それもそのはず、小さなコップの中の水は増えても減ってもいません。しかし、大きなコップに移したことで大きなコップに対しての水の割合は減っています。
これが、
相対湿度が下がる
ということです。
つまり冬の室内では、
冷たい空気を暖める
→ コップの大きさだけ大きくなる
→ 水分量は同じ
→ 湿度が下がる
ので、乾燥しやすくなるのです。夏の湿度80％と冬の湿度80％では水分量が違うんですね。
暖房が水分を吸い取っているわけではない
「暖房をつけると、空気の水分が吸い取られる」
と思うことがあります。
しかしエアコン暖房の場合、基本的には空気中の水分を直接取り除いているわけではありません。
空気だけを温めた結果、相対湿度が下がっている
のです。
ただし、換気によって乾いた外気が入り続ければ、室内の水分量自体も減りやすくなります。
凍らせたペットボトルでは逆のことが起きる
以前の記事では、
凍らせたペットボトルを部屋に置けば除湿できるのか
という話をしました。
凍ったペットボトルを置いておくと、表面に水滴がつきます。
これはペットボトルの近くの空気が冷やされることで、
水蒸気として存在できる量が減るから
です。
すると、空気中にいられなくなった水蒸気が液体の水になり、
結露
としてペットボトルの表面に現れます。
つまり、
空気を冷やす
→ 水蒸気として存在できる量が減る
→ 余った水分が水滴になる
という仕組みです。
なぜ冬は肌や喉が乾くの？
空気の相対湿度が低いと、皮膚や粘膜にある水分が蒸発しやすくなります。
そのため、
- 肌がカサカサする
- 唇が乾く
- 喉がイガイガする
- 鼻の中が乾く
- 目が乾きやすい
といったことが起こります。
特に暖房した室内は相対湿度が下がりやすいため、乾燥を感じやすくなります。
冬に静電気が増えるのも乾燥が関係している
冬になると、ドアノブでバチッとなることが増えます。
これにも乾燥が関係しています。
湿度が高い環境では、物体表面についた電気が水分などを通じて逃げやすくなります。
一方、空気や物の表面が乾燥すると電気が逃げにくくなり、静電気がたまりやすくなります。
そのため冬は静電気が起こりやすくなるのです。
加湿しすぎてもダメ？
乾燥するなら、湿度は高いほどいいように思えます。
しかし湿度を上げすぎると、
冷たい窓や壁で結露しやすくなります。
結露が続くと、
- カビ
- ダニ
- 壁紙の傷み
- 窓周辺の汚れ
などの原因になることがあります。
そのため、乾燥対策では
加湿と結露のバランス
も重要です。
日本の太平洋側は冬に乾燥しやすい
日本では冬になると、大陸側から冷たい空気が流れ込むことがあります。
その空気が日本海を渡るときに水分を取り込み、日本海側の山地で雪や雨を降らせます。
そして山を越えて太平洋側へ来るころには、
水分の少ない空気になっている
ことがあります。
さらに太平洋側は冬に晴れる日も多いため、乾燥しやすい地域があります。
まとめ
冬に空気が乾燥するのは、
冷たい空気では水蒸気量が少なくなりやすく、その空気を暖房で温めることで相対湿度がさらに下がるからです。
そしてこの仕組みは、
凍らせたペットボトルで除湿する仕組み
とつながっています。
空気を冷やすと、
水蒸気として存在できる量が減って、余った水分が結露します。
逆に空気を温めると、
水蒸気として存在できる余裕が増え、同じ水分量でも相対湿度が下がります。
つまり、
冬の乾燥と結露は正反対の現象に見えて、実はどちらも「温度によって水蒸気として存在できる量が変わる」という同じ仕組みから起きている
のです。
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「なぜ結露ができるの？ ― 凍らせたペットボトルで夏の除湿はできる？」
気温と湿度の関係を、今回とは反対側から理解できます。
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※本記事では、文章作成および画像生成の一部にAIを活用しています。
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