「何に対する割合？」を先に決める

混合比rは、水蒸気の質量を乾燥空気の質量で割った値。比湿qは、水蒸気の質量を湿潤空気全体の質量で割った値です。ここでは雲水や氷を含まない空気を扱います。

r = 水蒸気の質量 / 乾燥空気の質量
q = 水蒸気の質量 /（乾燥空気＋水蒸気の質量）

乾燥空気1,000 gと水蒸気10 gなら、混合比は10 g/kg、比湿は10/1,010 × 1,000 ≈ 9.90 g/kg。分母が大きい比湿の方が少し小さくなります。

空気が膨張しても、質量の比は変わらない

周囲との混合、水蒸気の出入り、凝結・蒸発のない空気塊なら、未飽和の断熱上昇中に混合比と比湿は保存されます。体積あたりの水蒸気量とは区別しましょう。膨張して体積が増えても、乾燥空気と水蒸気の質量の比は同じです。

量が同じでも、相対湿度は上がる

飽和混合比rₛは、その気温・気圧で飽和する混合比です。未飽和の乾燥断熱上昇では、冷却に伴って飽和混合比が小さくなり、一定のrがrₛへ近づきます。r＝rₛで飽和するのがLCLです。

相対湿度 = 100 × e / eₛ
相対湿度 ≈ 100 × r / rₛ

混合比の比を使う式は近似です。厳密な定義は水蒸気圧eと飽和水蒸気圧eₛの比。LCLより上で凝結が起これば、水蒸気の混合比は減るので、未飽和時の保存をそのまま延長できません。

露点を比べるときの条件

高い露点は高い水蒸気圧を示します。混合比は気圧にも依存するので、露点から混合比の大小を比べるときは同じ気圧か確認します。相対湿度の大小だけで水蒸気の量を並べないようにしましょう。