そこでこの記事では、理科の計算が苦手な方でも理解できるよう、中2理科の地学分野【飽和水蒸気量と湿度、露点】をまとめて解説します。
私が17年かけて培ってきた塾講師・教員経験を凝縮しました。飽和水蒸気量と湿度の計算が苦手な方は、ぜひ最後までお読みください。
雲・露・霧のちがい｜中2理科 地学
雲（くも）と霧（きり）と露（つゆ）は、中学理科的には次のようなちがいがあります。
雲と霧と露のちがい
- 雲（くも）は、上昇気流によりできる水滴
- 霧（きり）は、地上付近に浮かんでいる水滴
- 露（つゆ）は、物の面についた水滴
同じ水滴でも、雲は気圧の変化が関係してでき、霧と露は空気が冷やされてできるというちがいがあります。
本章では、雲と霧、露のちがいについて詳しく解説します。
雲（くも）は上昇気流によりできる
雲（くも）とは、上昇する空気中にできた、小さな水滴や氷の粒の集まりのことです。上昇する空気を上昇気流と言います。
空気が上昇して雲になるには、次の4ステップが必要です。
雲のできる4ステップ
- 空気が上がる（上昇気流が生じる）
→上空にいくほど、気圧が低くなる - 低気圧になり、空気の体積が膨張する
→膨張した空気は、密度が小さくなる - 低密度の空気は、温度が下がる
- 気温低下により、水蒸気（気体）が水滴（液体）や氷の粒（固体）に変わる
→雲が生じる
雲は気圧の変化がきっかけとなって生じます。露や霧は気圧の変化を必要としません。
露（つゆ）は空気中の水蒸気が冷やされて物体上にできる
露（つゆ）は、空気中の水蒸気が冷えて、物の表面に水滴になってついたものです。
自然界における露は、夏の終わりから秋の終わりにかけて草木などの表面で多く見られます。
霧（きり）は大気中の水蒸気が冷やされて地上付近に浮かぶ
霧（きり）は、大気中の水蒸気が冷やされて水滴になり、地上付近に浮かんだものです。
霧は、熱が逃げ、地表温度が大きく下がるときや、 しめった空気が冷やされるときにできやすいことが分かっています。
霧が発生しやすい具体的な条件は、次のとおりです。
霧が発生しやすい具体的な条件
内陸の盆地における、
- 風がない晴れた夜のあとの明け方
- 気温が低くなった深夜から早朝
雲のでき方｜中2理科 地学
この章では、雲のでき方について詳しく解説します。
この章で理解できることは、次のとおりです。
本章で解説する内容【雲のでき方】
- 雲とは
- 雲のでき方4ステップ
- 空気が上昇する理由3パターン
- 上昇気流とは
- 下降気流とは
- 降水とは
ていねいに解説するので、ぜひ最後までお読みください。
雲とは｜小さな水滴や氷の粒
雲（くも）とは上昇する空気中にできた、小さな水滴や氷の粒の集まりです。
上昇する空気を上昇気流と言います。
雨を降らせる雲として、積乱雲や乱層雲などがあります。
雲のでき方4ステップ
雲は次の4ステップによって発生します。
雲のでき方4ステップ
- 空気が上がる（上昇気流が生じる）
→上空にいくほど、気圧が低くなる - 低気圧になり、空気の体積が膨張する
→膨張した空気は、密度が小さくなる - 低密度の空気は、温度が下がる
- 気温低下により、水蒸気（気体）が水滴（液体）や氷の粒（固体）に変わる
→雲が生じる
雲のでき方において、次の4つの関係に着目するとよいでしょう。
1.高度と気圧の関係
- 高度が高いと、気圧が低くなる
- 高度が低いと、気圧が高くなる
2.気圧と体積の関係
- 気圧が高いと、体積が小さくなる
- 気圧が低いと、体積が大きくなる
3.体積と密度の関係
- 体積が大きいと、密度が小さくなる
- 体積が小さいと、密度が大きくなる
ぎゅっとつまったおにぎりは、ぎっしりお米があり密度が大きいという訳です。
4.密度と温度の関係
- 密度が高いと、温度が上がる
- 密度が低いと、温度が下がる
空気が上昇する理由3パターン
空気の上昇、すなわち上昇気流には次の3つのでき方があります。
上昇気流の3つのでき方
- （太陽光の熱エネルギーにより）空気があたためられる
- 空気が山の斜面を上昇する
- 暖気と寒気がぶつかる
※寒気の上に暖気が上がる
〔理由〕寒気より暖気の方が密度が小さいから
上昇気流とは｜くもり◎雨●
上昇気流とは、上昇する空気です。上昇気流が発生すると、雲ができます。
上昇気流と雲の関係は、次のとおりです。
上昇気流と雲の関係
- 空気が上昇すると、気圧が低くなる
- 気圧が低くなると、体積が膨張する
- 体積が膨張すると、密度が小さくなる
- 密度が小さくなると、温度が下がる
- 温度が下がると、雲ができる
下降気流とは｜晴れ○
下降気流は、上空から地表へ下りてくる空気です。
下降気流が発生すると、雲が消えます。
下降気流と雲の関係は、次のとおりです。
下降気流と雲の関係
- 空気が下降すると、気圧が高くなる
- 気圧が高くなると、体積が圧縮される
- 体積が圧縮されると、密度が大きくなる
- 密度が大きくなると、温度が上がる
- 温度が上がると、雲が消える
降水とは
降水とは、雲から雨や雪が降ることです。
乱層雲や積乱雲が発生すると降水が生じやすくなります。
降水によって、次のように水の循環が起こります。
水の循環
- 海水の蒸発や植物の蒸散により、水蒸気が上昇する
- 乱層雲や積乱雲ができると、空から雨や雪となって降ってくる（降水）
- 河川の水が、陸地から海へ流れる
※自然界では、陸地からの蒸発や、海への降水などもあり、複雑な循環をしている
天気予報の降水確率には、雨だけでなく雪が降る確率も含まれています。
雲発生実験｜中2理科 地学
本章では、雲を容器内に発生させる実験を解説します。
雲発生実験の準備｜線香の煙を入れる理由
雲発生実験の準備は次のとおりです。
雲発生実験の準備
- ゴム栓にピストンと温度計をつなぎ、スタンドを用意する
- フラスコの内部をぬるま湯でぬらす
- フラスコ内部に線香のけむりを少量入れる
- 大型注射器のピストンを押しこんだ状態で、ゴム栓をとじる
ぬるま湯を入れたり、線香のけむりを入れたりする理由は次のとおりです。
実験準備の理由
- フラスコ内部をぬるま湯でぬらす理由
→フラスコ内の空気中の水蒸気量を大きくするため - フラスコ内部に線香のけむりを少量入れる理由
→水滴ができやすくするため
雲発生実験の手順
雲発生実験の手順は次のとおりです。
雲発生実験の手順
- 大型注射器のピストンを引き、フラスコ内のようすや温度変化を調べる
- 大型注射器のピストンを押し、フラスコ内のようすや温度変化を調べる
ピストンの押し引きと体積の間には、次のような関係があります。
ピストンの押し引きと体積の関係
- ピストンを引く→フラスコ内の空気の体積が大きくなる→空気が膨張する
- ピストンを押す＝フラスコ内の空気の体積が小さくなる→空気が圧縮される
雲発生実験の結果
雲発生実験の結果は、次のとおりです。
雲発生実験の結果
ピストンを引く
- 白くくもる
- 温度が下がる
ピストンを押す
- くもりが消える
- 温度が上がる
雲発生実験の考察
発生実験の結果から分かる考察は、次のとおりです。
雲発生実験の考察
ピストンを引く
- ピストンを引くと白くくもることから、水蒸気が水滴（液体）に状態変化したことが分かる
- 温度が下がることから、密度が小さくなり空気の体積が膨張していることが分かる
ピストンを押すとき
- ピストンを押すとくもりが消えることから、水滴（液体）が水蒸気に状態変化したことが分かる
- 温度が上がることから、密度が大きくなり空気の体積が圧縮されていることが分かる
雲発生実験まとめ【雲のでき方】
雲の発生について、実験と自然界を比較すると次のようなことが言えます。
雲ができるパターン
【実験】
フラスコを引き、空気が膨張し温度が下がると、くもり（水滴）ができる
【自然界】
上昇気流が生じ、空気が膨張し温度が下がると、雲（水滴や氷）ができる
雲が消えるパターン
【実験】
フラスコを押し、空気が圧縮され温度が上がると、くもり（水滴）が消える
【自然界】
下降気流が生じ、空気が圧縮され温度が上がると、雲が消えて晴れやすい
露点・飽和水蒸気量・湿度の関係｜中2理科 地学
露点（ろてん）・飽和水蒸気量（ほうわすいじょうきりょう）・湿度（しつど）の関係について解説します。
露点の露（ろ）は「つゆ」とも読みます。
冬の朝に、窓ガラスがびしょびしょになっているのを見たことがある方も多いのではないでしょうか。ガラスに水滴がつくことを結露といいます。
本章では、結露のしくみについて学べます。
本章で学べる内容
- 露点｜水滴に変わる温度
- 飽和水蒸気量
- 飽和水蒸気量のグラフ
- 飽和水蒸気量グラフと露点
- 飽和水蒸気量と気温
- 湿度
- 湿度の計算のしかた
- 湿度と露点
- 湿度と水蒸気
湿度の計算は、中学2年の地学分野のヤマ場。苦手な方でも分かるようにていねいに解説します。
露点（ろてん）｜水滴に変わる温度
露点（ろてん）とは、空気中の水蒸気が冷やされて、水滴に変わるときの温度です。
露（つゆ）は空気中の水蒸気が冷えて、物の表面に水滴になってついたものです。
結露するとき、空気中の水蒸気（気体）の温度が下がり、水滴（液体）になる状態変化が起こっているとも言えます。
飽和水蒸気量
飽和水蒸気量とは、1㎥の空気中に含むことができる水蒸気の最大量です。
単位はg/㎥（グラム毎立方メートル）。
飽和水蒸気量のグラフ
温度が高くなると飽和水蒸気量も大きくなり、次のグラフのような曲線を示します。
温度と飽和水蒸気量の関係を表にまとめると次のとおりです。
| 温度 [℃] | 飽和水蒸気量 [g/m³] |
|---|---|
| 0 | 4.8 |
| 2 | 5.6 |
| 4 | 6.4 |
| 6 | 7.3 |
| 8 | 8.3 |
| 10 | 9.4 |
| 12 | 10.7 |
| 14 | 12.1 |
| 16 | 13.6 |
| 18 | 15.4 |
| 20 | 17.3 |
| 22 | 19.4 |
| 24 | 21.8 |
| 26 | 24.4 |
| 28 | 27.2 |
| 30 | 30.4 |
飽和水蒸気量曲線は、中学1年生の水溶液の単元で学習した溶解度曲線の考え方が参考になります。
飽和水蒸気量グラフと露点
飽和水蒸気量グラフを読み取れば、露点が分かります。
例題を解き、露点の求め方を学びましょう。
（例題1）気温25℃、含まれている水蒸気量10g/㎥のとき、露点は何℃？
画像☆彡
同じ水蒸気量のまま空気を冷やして、飽和水蒸気量グラフと交わる点が露点です。
「気温が下がれば、露点が分かる」ということです。
露点は11℃であることが分かります。
（答え）11℃
（例題2）気温25℃、含まれている水蒸気量15g/㎥のとき、露点は何℃？
画像☆彡
同じ水蒸気量のまま空気を冷やして、飽和水蒸気量グラフと交わる点が露点です。
露点は18℃であることが分かります。
（答え）18℃
上記の例題1と2をまとめると次のことが分かります。
含まれている水蒸気量と露点の関係
【結果】
例題1…気温25℃、含まれている水蒸気量が10g/㎥、露点は11℃
例題2…気温25℃、含まれている水蒸気量が15g/㎥、露点は18℃
【考察】
同じ気温で比べると、含まれている水蒸気量が多い場合、露点は高くなる
飽和水蒸気量グラフと水滴の発生｜露や霧の発生
飽和水蒸気量グラフを読み取れば、水滴（露や霧）が発生したり消えたりするしくみを理解できます。
飽和水蒸気量と水滴発生の関係を読み取るポイントは、次の2つです。
飽和水蒸気量と水滴発生のしくみのポイント
- 気温が下がれば、水滴（露や霧）が発生する
- 気温が上がれば、水滴（露や霧）が消える
例題を解き、飽和水蒸気量と水滴の関係性について理解を深めましょう。
（例題）気温25℃、含まれている水蒸気量20g/㎥の空気1㎥が11℃まで冷えるとどうなる？
次の2ステップに分けて例題を解説します。
- 露点を確認する【グラフ読み取り】
- 発生する水滴を求める【計算】
【ステップ1】露点を確認する
「気温が下がれば露点が分かる」ことから、棒グラフを左にスライドし、飽和水蒸気量グラフとの交点である露点を確認しましょう。
上図から露点が23℃であることが分かります。
露点はくもり始める温度なので、23℃になると水滴が発生し始めるということです。
空気が冷えて露点である23℃になると、飽和水蒸気量が20g/㎥に対して、含まれる水蒸気量は20g/㎥だから、湿度は100％です。
【ステップ2】発生する水滴を求める
11℃まで空気の温度を下げると、11℃の飽和水蒸気量は10g/㎥であることが読み取れます。
はじめ（25℃のとき）は水蒸気を20g/㎥含んでいたため、11℃まで冷えると含むことができる限界（10g/㎥）をオーバーしています。
発生する水滴＝含まれていた水蒸気量ー下げた温度での飽和水蒸気量＝20ー10＝10（g/㎥）
1㎥の空気に10gの水滴ができることが分かります。
例題から分かることを簡単にまとめると、次のようになります。
例題から分かること
- 気温が下がると、水滴が発生する
逆に気温が上がると次のことが分かります。
- 気温が上がると、水滴は消える
例題を発展させることで、次のような問いにもこたえられるようになります。
（問）朝になると露や霧が消えるのはなぜ？
（答え）気温が上がることで飽和水蒸気量が大きくなり、水滴が水蒸気に変わるため。
飽和水蒸気量グラフと湿度
飽和水蒸気量グラフと湿度の関係を、例題を用いて解説します。
（例題1）気温23℃、含まれている水蒸気量が10g/㎥のとき、湿度は何％？
気温23℃では飽和水蒸気量が約20g/㎥だから
湿度＝100×（含まれている水蒸気量）÷（飽和水蒸気量）＝100×10÷20＝50
湿度は50％です。
（例題2）気温26℃、含まれている水蒸気量が10g/㎥のとき、湿度は何％？
気温26℃では飽和水蒸気量が約25g/㎥だから湿度＝100×（含まれている水蒸気量）÷（飽和水蒸気量）＝100×10÷25＝40
湿度は40％です。
例題1と例題2を比べると、次のようなことが分かります。
例題1と例題2の比較
- 例題1…含まれている水蒸気量が10g/㎥、気温23℃であり、湿度は50%
- 例題2…含まれている水蒸気量が10g/㎥、気温26℃であり、湿度は40%
上記の比較から、次のように気温と湿度の関係をまとめられます。
気温と湿度の関係
含まれている水蒸気量が同じとき
- 気温が高くなると、湿度が低くなる
（理由）温度が上がるにつれて、飽和水蒸気量が大きくなるから
逆に気温が低くなると、湿度が高くなります。
露（つゆ）発生実験で湿度を求める
露（つゆ）発生、つまり結露を生じる実験により、湿度を求める方法を解説します。
露（つゆ）発生実験の手順
露（つゆ）発生実験の手順は次のとおりです。
露（つゆ）発生実験の手順
- くみ置きの水の水温をはかる
- 室温をはかる
- 金属製コップにセロハンテープをはる
- コップにくみ置きの水を入れ、水温をはかる
- 氷を入れ、くもりはじめの水温をはかる
露（つゆ）発生実験の注意点・ポイント
露（つゆ）発生実験の注意点・ポイントは次のとおりです。
露（つゆ）発生実験の注意点・ポイント
- コップに金属製を用いる
（理由）金属は熱をよく伝え、水温とコップ表面付近の空気の温度を近づけることができるため - テープをはる
（理由）くもり始めを分かりやすくするため
※コップの表面がくもっても、セロハンテープをはった部分はくもりにくい。
露（つゆ）発生実験の結果
氷を金属製コップに入れ、しばらくするとセロハンテープの周辺がくもり始めます。
露（つゆ）発生実験の結果の温度の例は次のとおりです。
結果の例
- 室温…20℃
- くもり始めの水温…10℃
※実際の数値は、実験環境により大きく変わる。
露（つゆ）発生実験の考察
実験の結果として、コップにくもり（結露）が生じたことから、空気中の水蒸気が冷やされて水滴ができたことが分かります。
コップにできたくもりの正体は、空気中の水蒸気が冷やされてできた水滴であるともいえます。
露（つゆ）発生実験から湿度を計算する方法
露（つゆ）発生実験から湿度を計算する方法を解説します。
まず、露点と湿度、飽和水蒸気量について簡単にまとめます。
露点
- 露点…空気中の水蒸気が冷やされて、水滴に変わるときの温度
- 実験において、くもり始めた温度が露点
飽和水蒸気量
- 飽和水蒸気量…１ ㎥の空気中に含むことができる水蒸気の最大量
- 単位…g/㎥（グラム毎立方メートル）
温度と飽和水蒸気量には、次のような関係があります。
湿度
- 湿度…空気の湿りけの度合い
- 単位…％（パーセント）
湿度は次の公式で求められます。
上記の基本的な知識を頭に入れたうえで、次の5ステップで湿度を求めます。
(1)露点を確認する
くもり始めた水温が10℃だから、部屋の露点は10℃であることが分かります。
ポイント（1）露点は何℃？
露点＝10℃
(2)露点の飽和水蒸気量を確認する
グラフ、または表から、10℃のときの飽和水蒸気量は9.4g/㎥であることが分かります。
ポイント（2）露点の飽和水蒸気量は？
露点の飽和水蒸気量＝9.4g/㎥
(3)含まれる水蒸気量を確認する
露点では、飽和水蒸気量＝部屋の空気中に含まれる水蒸気量となります。
部屋の空気中に含まれる水蒸気量は、9.4g/㎥であることが分かります。
10℃まで冷やされた（露点のときの）空気の湿度は、100％になるということです。
ポイント（3）含まれる水蒸気量は？
部屋の空気中に含まれる水蒸気量は、9.4g/㎥
(4)部屋の室温での飽和水蒸気量を確認する
グラフ、または表から部屋の室温20℃では、飽和水蒸気量が17.3g/㎥であることが分かります。
ポイント（4）室温の飽和水蒸気量は？
室温20℃において、飽和水蒸気量は17.3g/㎥
(5)公式から湿度を求める
湿度公式は、次のとおりです。
湿度＝100×含まれる水蒸気量÷飽和水蒸気量
含まれる水蒸気量はステップ(3)で求めた数を入れ、飽和水蒸気量にはステップ(4)で求めた数を入れます。
冷やす前（室温）と露点に達したときで、含まれている水蒸気量は変わりません
湿度の公式に数を入れると、次のように計算されます。
湿度＝100×9.4÷17.3＝54.3…
部屋の湿度はおよそ54％であることが分かります。
（答え）約54％
露（つゆ）発生実験まとめ【つゆのでき方】
氷を入れてコップをくもらせることで露を発生させる実験によって、湿度を求める方法を次のようにまとめます。
実験から湿度を求める方法のまとめ
- くもり始めた水温＝露点【実験】
→露点のときの飽和水蒸気量を確認
- 含まれる水蒸気量(A)を確認【グラフor表】
※露点では、湿度100％だから飽和水蒸気量＝含まれる水蒸気量 - 室温の飽和水蒸気量(B)を確認【グラフor表】
- 湿度＝100×(A)÷(B)を計算する【計算】
ややこしく感じやすい実験ですが、繰り返し練習していると、湿度の求め方が分かるようになります。
霧（きり）発生実験発生｜中2理科 地学
本章では、霧（きり）発生実験について解説します。
霧はビーカーと氷があれば簡単に発生させることができるため、ぜひ家で実験してみましょう。
霧（きり）発生実験の手順
ビーカー内に霧を発生させる実験の手順は、次のとおりです。
霧（きり）発生実験の手順
- ビーカーA、Bを用意し、内側をぬるま湯でぬらす
- ビーカーAにだけぬるま湯を入れる
- ビーカーA・Bに線香のけむりを少量入れる
- ビーカーA・Bの上を保冷剤でおおう
霧（きり）発生実験の注意点｜線香の煙を入れる理由
霧（きり）発生実験における注意点・ポイントを解説します。
【ぬるま湯】
ビーカーAにぬるま湯を入れる理由は、水蒸気を多く含ませるため
【線香のけむり】
線香のけむりを少量入れる理由は、水蒸気が水滴になるときの芯にするため
※自然界では、大気中の小さなちりが芯になることで霧が発生しやすくなっている。
霧（きり）発生実験の結果
霧（きり）発生実験の結果は次のとおりです。
霧発生実験の結果
- ビーカーA（ぬるま湯あり）…くもる
- ビーカーB（ぬるま湯なし）…変化なし
霧（きり）発生実験の考察
霧発生実験の結果から分かる考察は、次のとおりです。
霧発生実験の考察
- ビーカーAの空気がくもったことから、水蒸気が水滴（液体）に状態変化したことが分かる
- ビーカーBでは変化がなかったことから、空気中の水蒸気が多くないと、くもりが発生しにくいことが分かる。
ビーカーで見えたくもりが自然界における霧（きり）です。
霧は、空気が冷やされてできることが、この実験から分かります。
霧（きり）発生実験まとめ【霧のでき方】
霧の発生について、実験と自然界を比較してまとめると、次のようになります。
【実験】
保冷剤により空気中の水蒸気が冷やされて、水蒸気が水滴に変わり、くもりが見える
【自然界】
夜になると地面の熱が空に逃げるため、地表付近の温度が下がり、霧が発生する
太陽が出て気温が上がると霧の水滴が水蒸気に変わるため、霧が晴れていきます。
霧は、気温低下によって生じ、気温上昇によって消えるのです。
つゆ・きり・くものでき方を整理しよう【まとめノート配布】
中2地学『露点と飽和水蒸気量、雲のでき方』について解説しました。
天気の表し方と気象要素については、次のようにまとめるといいでしょう。
乾湿計の読み取りは、次のようにまとめると分かりやすいです。
気象観測グラフの読み取りについて、グラフを書いてみると細かいところまで理解しやすいため、ぜひ下のノートを参考にしてください。
大気圧と圧力について、公式とキソ的な考え方を次のように整理しましょう。
圧力と気圧の問題演習は次のようにまとめて、頭の中でごちゃごちゃしないようにしましょう。
以上、中2地学「天気記号と大気圧」でした。
ちなみにアッパレは天晴れと書きます
