腐食概論:鋼の腐食

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          【放射霧の発生】

 日没後に,地面や地表の物体は,放射冷却で温度が急激に低下する。これに伴い周辺の気温も低下する。
 一方で,空気中の水蒸気量(絶対湿度)は,外部からの補給(水源などから)や移動(風や結露)がない限りは保持される。
 これにより,【絶対湿度】の項で説明したように,気温の低下に伴って相対湿度が増加する。

 下図は,日本の屋外構造物が経験する温・湿度範囲において,絶対湿度別に気温と相対湿度の関係を示したものである。

絶対湿度別の気温と相対湿度の関係

絶対湿度別の気温と相対湿度の関係

 屋外構造物などの実用的な環境では,気温の高い昼間の相対湿度80%の状態から,夜間の放射冷却で気温が概ね4℃低下すると相対湿度 100%,すなわち露点に達することが分かる。
 この状態よりさらに気温が下がると,過剰の水蒸気が凝結,いわゆる霧(放射霧という)が発生する。これにより,大気中から水蒸気が除去され,温度が低下しても相対湿度100%が保持される。
 
 下図に,2012年9月8日から9日にかけての,茨城県水戸気象台における計測データ(毎時)を示す。このデータは,良く晴れた日で,夜間の平均風速が 1m/s程度以下となった日(昼間は風速 4m/s程度)の気温と相対湿度である。
 図には,気象データ(時間平均値)から計算された絶対湿度も追記している。なお,気象台のデータには,この日の午前3時に霧と記録されていた。

水戸市1日の気温・湿度変化の例

水戸市1日の気温・湿度変化の例
データ:気象庁・気象統計情報

 9月8日昼には,最高気温29.3℃相対湿度68%であった。午後から放射冷却の影響で,温度の低下が始まると共に,相対湿度が上昇している。絶対湿度は,昼間の風で若干変動したが,日没後は風が収まり,概ね20g/m3程度で推移している。
 日没直後18時の気温26.7℃,相対湿度84%から,9月9日午前3時には気温が概ね4℃低下の22.6℃に達し,相対湿度99%と記録されている。この時点で霧の発生が観測された。
 霧の継続時間についての記録はないが,相対湿度99%以上の状態は日出後約3時間の午前8時まで継続している。
 一般的には,日出後に速やかな気温の上昇と相対湿度の低下に至るが,当日は霧が発生していたため,太陽エネルギーが霧の蒸発に使われ,気温の上昇率が抑えられ,高い相対湿度が3時間以上継続したと考えられる。

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