混合比 (気象用語)

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混合比（こんごうひ、英語: mixing ratio、humidity ratio）とは、大気中に含まれる水蒸気量の表現の1つで、湿潤空気を含む空気塊における、乾燥空気に対する水蒸気の質量の比のこと。単位体積とすれば密度の比に等しい。

混合比は、空気塊の圧力（気圧）や温度（気温）が変化しても、周りの空気と混合せず、かつ水の出入りや凝結・蒸発がなければ、保存される量である。実際の大気では、時間経過に従って空気が混合してしまうが、短時間であれば混合比が保存されるとみなせる。これを利用し、天気図上に混合比の分布をプロットしてその（短時間での）時間経過を見ると、混合比の値がいわばマーカーの役割をして、大気の移動を把握することができる。

数学的表現[編集]

乾燥空気の質量をm_d 、水蒸気の質量をm_v 、湿潤空気の圧力をp 、水蒸気分圧をeとするとき、混合比mは

${\displaystyle m={\frac {m_{\mathrm {v} }}{m_{\mathrm {d} }}}=\varepsilon {\frac {e}{p-e}}=0.622{\frac {e}{p-e}}}$ [g/g]

と書ける。この値は非常に小さくなるので分子を1000倍して単位を変え、

${\displaystyle m=622{\frac {e}{p-e}}}$ [g/kg]

と表現することもある。

密度比を用いて表すこともできる。

${\displaystyle m={\frac {\rho _{\mathrm {v} }}{\rho _{\mathrm {d} }}}}$

比湿 sと混合比 mの関係は、以下のようになる。

${\displaystyle m={\frac {s}{1-s}}}$

飽和混合比[編集]

水蒸気分圧が飽和水蒸気圧に達して、水蒸気が飽和したときの混合比を飽和混合比という。水蒸気分圧をe_s とすると、飽和混合比m_s は以下の式で表される。

${\displaystyle m_{\mathrm {s} }=\varepsilon {\frac {e_{\mathrm {s} }}{p-e_{\mathrm {s} }}}=0.622{\frac {e_{\mathrm {s} }}{p-e_{\mathrm {s} }}}}$

外部リンク[編集]

• 混合比 気象用語集
• mixing ratio AMS glossary

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