状態方程式

理想気体の状態方程式

気象学において最も基本となる式のひとつが、理想気体の状態方程式です。

P = ρ × R × T

記号	意味	単位
P	気圧	Pa（パスカル）
ρ（ロー）	密度	kg/m³
R	気体定数	J/(kg・K)
T	絶対温度	K（ケルビン）

この式は「密度と気体定数と絶対温度をかけると気圧になる」ということを表しています。

気体定数

気体定数 R は文字どおり定数であり、常に一定の値をとります。気象学で主に扱うのは乾燥空気に対する気体定数で、その値は約 287 J/(kg・K) です。

理想気体とは

この状態方程式がそのまま成り立つような気体のことを理想気体とよびます。実際の大気は厳密には理想気体ではありませんが、気象学の計算においてはよい近似として使うことができます。

計算時の単位に注意

状態方程式を使って計算する際は、単位をそろえることが重要です。

物理量	よく使う単位	状態方程式で使う単位	変換
気圧	hPa	Pa	×100
密度	g/m³	kg/m³	÷1000
温度	℃（摂氏）	K（ケルビン）	+273

たとえば気圧が1000hPaなら100000Pa、密度が1000g/m³なら1kg/m³、温度が0℃なら273Kに変換してから式に代入します。