比湿

比湿（ひしつ, 英: specific humidity）とは、大気中に含まれる水蒸気量の表現方法の1つで、湿潤空気（水蒸気を含む空気）の質量に対する水蒸気の質量の割合のこと。質量同士の比なので、無次元数である。単位体積とすれば、密度の比となる。記号はs、q、xなどを用いる。

圧力を用いた表現

水蒸気の質量を$m_{v}\,$、湿潤空気の質量を$m_{w}\,$とすると、以下の式で定義される。

$s={\frac {m_{v}}{m_{w}}}$ [g/g]

これを圧力によって定義しなおすと、次のようになる。eは水蒸気圧、pは気圧。

$s=\varepsilon {\frac {e}{{\big \{}p-{\big (}1-\varepsilon {\big )}e{\big \}}}}$ [g/g]

εは密度比といって、乾燥空気の分子量に対する水の分子量の比を表す。εは約0.622で一定なので、代入して簡略化すると1-0.622=0.378より、次のようになる。

$s=0.622{\frac {e}{{\big (}p-0.378e{\big )}}}$ [g/g] また、ふつうは右辺を1000倍して$s=622{\frac {e}{{\big (}p-0.378e{\big )}}}$ [g/kg] とする。

混合比$m=0.622{\frac {e}{p}}\,$ [g/g]である。よって、混合比sと比湿mの関係は

$s={\frac {m}{1+m}}\,$で表される。

密度を用いた表現

また、密度比においても同様に式が成り立つ。水蒸気の密度を$\rho _{v}\,$、湿潤空気の密度を$\rho _{w}\,$、乾燥空気の密度を$\rho _{d}\,$とすると、以下の式で定義される。

$s={\frac {\rho _{v}}{\rho _{w}}}={\frac {\rho _{v}}{\rho _{d}+\rho _{v}}}$

出典

• 中川用語集 ひ
• 混合比・比湿 気象用語集
• specific humidity AMS glossary