虚温計算機

虚温は、同じ気圧のもとで乾燥空気が湿潤空気と同じ密度になるために必要な温度です。水蒸気は乾燥空気の主成分より分子質量が小さいため、水蒸気が加わると空気塊の密度が下がります。気象学では、乾燥空気を仮定した式の実温度を少し高い虚温に置き換え、この密度への影響を考慮します。この補正は大気熱力学、気圧と高度の計算、浮力解析、数値気象モデルで重要です。 この計算機はまず気温からマグヌス型の式で飽和水蒸気圧を推定し、それに相対湿度を掛けて実際の水蒸気圧を求めます。次に気圧と水蒸気圧から水蒸気混合比を計算します。虚温はケルビンで Tv = T(1 + 0.61w) として評価し、摂氏に戻して表示します。w は乾燥空気一キログラム当たりの水蒸気のキログラム数です。この近似は一般的な大気の水蒸気量で精度よく使えます。 露点も実際の水蒸気圧から求めます。気圧と水蒸気量をほぼ一定に保ったまま空気を冷やし、飽和に達する温度です。相対湿度が 100% なら露点は気温と等しくなり、湿度が下がると露点は気温より低くなります。相対湿度は水蒸気量が一定でも温度で変わるため、露点のほうが大気中の水分量を直接的に示す場合が多くあります。 温位は、未飽和の空気塊を基準気圧 1,000 ヘクトパスカルまで断熱的に移動させたときの温度です。この計算機では、絶対温度をケルビンで用いて theta = T(1000 / p)^0.286 を計算します。温位は異なる気圧で観測された空気塊の比較に役立ち、大気の安定度評価に広く使われます。温位が高度とともに増える場合は一般に安定成層を示し、減る場合は不安定を示すことがあります。 空気塊を実際の高度で解析する際は、天気予報の海面更正気圧ではなく現地気圧を使ってください。有限の露点を求めるには相対湿度がゼロより大きい必要があり、この簡略化した未飽和・飽和モデルでは 100% を超えられません。気圧は水蒸気圧より高い必要があります。これらの式は一般的な気象条件に実用的な推定を与えますが、氷面での飽和、極端な温度、過飽和は簡略化しています。研究、航空、予報では、適切な品質の観測値と所属組織の熱力学的規約を使用してください。