まどの みずの つぶは、そらから おちて きたのでは ありません。くうきの なかに、すいじょうきと いう すがたで まじって いた みずが もとです。

くうきは、あたたかいほど たくさんの すいじょうきを ふくむ ことが できます。つめたく なると、ふくめる りょうが へります。ふくみきれなく なった ぶんが、みずに もどります。

みずに もどりはじめる おんどを、ろてんと いいます［1］。つめたい ものに ふれた くうきが ろてんより ひえると、みずの つぶが でて きます。

ここが だいじです。みずの つぶが つくか どうかの めやすは、へやの なかか そとかでは なく、「まどが くうきの ろてんより つめたいか」です。

窓についた水は、窓の中から染み出したものでも、空から落ちてきたものでもありません。もとは、空気の中にまじっていた水蒸気です。空気は温度が高いほど多くの水蒸気を含めますが、冷えると含める量が減り、含みきれなくなった分が水になって現れます。これを結露といいます［3］。

水になり始める温度を、露点といいます。気象庁の用語では、水蒸気の量を変えずに温度を下げたとき、相対湿度が100%になる温度のことです［1］。窓の場合は、ガラスの表面が、そばにある空気の露点以下まで冷えると、水滴がつきやすくなります。

ここに、この記事の答えの要点があります。水滴がつくかどうかは、窓の「室内側か屋外側か」では決まりません。冷たい面と、そこにふれる水蒸気の多い空気があれば、どちら側にもつくことがあります。

窓ガラスの水滴は、ガラスの内部から出たものでも降水でもなく、接している空気中の水蒸気が凝結したものである。空気が含める水蒸気量には温度ごとの上限（飽和）があり、温度が下がって上限が実際の水蒸気量を下回ると、その差が液体の水になる。この現象が結露で、空気の温度を下げていくと飽和に達し、さらに下げると水滴になる［3］。

水蒸気の量を一定にしたまま冷やしたとき、相対湿度がちょうど100%になる温度が露点である［1］。窓では、ガラス表面の温度がその場の空気の露点以下になったところで水滴がつきやすくなる。したがって、目安は「ガラスの表面温度」と「触れている空気の露点」の比較であり、室内側か屋外側かは目安に入らない。

住宅では、窓ガラスなど表面に付くものを表面結露、断熱材や構造材の中にできるものを内部結露と呼んで区別する［3］。この記事で扱うのは表面結露である。

1りっぽうメートルの くうきに はいる すいじょうきの りょうには、うえが あります。20℃なら 17.3グラムくらい、10℃なら 9.4グラムくらい、0℃なら 4.8グラムくらいです［2］。

20℃の へやに、はいる ぶんの 6わり（17.3×0.6＝10.4グラム）の すいじょうきが あるとします。まどガラスが 10℃まで ひえると、うえは 9.4グラムです。うえとの さは 1グラムほどです。これは おなじ りょうの くうきを 10℃まで ひやした と かんがえた けいさんで、まどに ほんとうに つく みずの りょうでは ありません。10℃まで ひえると、みずに なりはじめる めやすです。

すいじょうきの りょうが ちょっと ちがうだけで、みずが でる おんども かわります。20℃で 6わりの くうきの ろてんは、およそ 12℃です［4］。

空気1立方メートルに入れる水蒸気の上限は、0℃で約4.8g、10℃で約9.4g、20℃で約17.3gです［2］。20℃から10℃に下がるだけで、上限は約半分（9.4÷17.3≒0.54）になります。

数字で確かめてみます。室温20℃、湿度60%の部屋の空気には、1立方メートルあたり17.3×0.6≒10.4gの水蒸気があります。ガラスが10℃まで冷えると、そのそばの空気の上限は9.4gなので、水蒸気の量と上限との差は約1gです。これは同じ体積の空気を10℃まで冷やした理想的な計算で、窓に実際につく水の量そのものではありません。露点は約12℃で、10℃のガラスなら水滴がつきやすくなります［4］。

湿度が50%なら、水蒸気は17.3×0.5≒8.7gです。10℃の上限9.4gより少ないので、10℃のガラスに触れても、結露しません。計算サイトでは、20℃・50%の露点は約9.3℃とされ、同じ10℃のガラスでもぬれません［4］。湿度が10%ちがうだけで、露点は約3℃動きます。

露点は、空気の水蒸気の量で決まります。部屋が20℃か25℃かという室温そのものでは決まりません。

飽和水蒸気量は、温度が上がるほど大きい。0℃で約4.8g、10℃で約9.4g、20℃で約17.3g、30℃で約30.4g（いずれも1立方メートルあたり）である［2］。20℃から10℃への低下で上限は約54%（9.4÷17.3）に減る。

これを使って、室温20℃・湿度60%の空気を検算する。含まれる水蒸気は17.3×0.6≒10.4gで、10℃の上限9.4gを約1g超える。つまり飽和水蒸気量の差は約1g/m³で、10℃まで冷えれば結露する条件にある。これは同じ体積の空気を冷やした理想化した例であり、窓で実際にできる水滴の量とは区別する。10.4gは10℃の上限9.4gを上回り、20℃の上限17.3gには届かないので、露点はその間にある。約12℃という例とも矛盾しない［4］。

湿度50%なら17.3×0.5≒8.7gで、10℃の上限9.4gを下回る。20℃・50%の露点は約9.3℃とする計算例があり、10℃の面にはつかない［4］。湿度が10ポイント変わるだけで、露点は約3℃動く。同じ部屋、同じ窓でも、日によって「ぬれる日」と「ぬれない日」が分かれるのは、この感度の高さのためと考えられる。

なお表の0℃の値は資料により4.8〜4.85と丸めの差がある。露点は水蒸気の量で決まり、室温では決まらない点に注意が要る。

ふゆの まどガラスは、そとの つめたい くうきに ひやされて、つめたく なって います。

へやの なかの あたたかくて しめった くうきが、その ガラスに ふれます。くうきが ろてんより ひえると、すいじょうきが みずの つぶに なります。うちがわが ぬれるのは、このためです［4］。

ガラスを 2まい かさねた まどは、へやがわの ガラスが ひえにくく、みずが つきにくいと いわれます［3］。

いちばんよく知られているのは、冬の窓の内側です。冬、窓ガラスは外の冷たい空気に冷やされて、表面温度が下がります。そこに部屋の暖かく湿った空気がふれ、露点を下回ると、内側に水滴ができます［4］。

結露といえば、一般にこの窓ガラスやアルミサッシの表面結露を指し、冬の窓の内側でよく見られるといわれます［5］。

ガラスを2枚重ねた複層ガラスは、間の空気の層の断熱で室内側のガラスが冷えにくく、結露しにくいと説明されています［3］。これは裏を返せば、結露の条件が「ガラスの冷たさ」だということの確かめにもなります。

冬は、外気に冷やされたガラスの表面温度が下がり、室内の暖かく湿った空気が触れて露点以下になると、水滴になる［4］。一般に「結露」といえば表面結露を指し、冬の窓ガラスやアルミサッシでよく見られるとされる［5］。

複層ガラスは、中空層の断熱によって室内側のガラスが冷えにくく、結露しにくいと説明される［3］。対策が「ガラスを冷やさない」ことに向かう点は、条件がガラス表面温度と露点の比較であることをそのまま反映している。

この冬の内側の話は、結露の入口としてよく知られている。本記事の関心は、同じ条件が屋外側で成り立つ場面にある。

なつ、れいぼうを きかせた へやでは、まどガラスも ひえます。

そとの くうきは あたたかくて、すいじょうきを たくさん ふくんで いる ことが あります。その くうきが、ひえた ガラスの そとがわに ふれると、そとがわに みずが つきます。

たてものや くるまの まどでは、へやを れいぼうした とき、そとがわに みずが つく ことが あると いわれます［5］。つめたい ジュースを いれた コップの そとが ぬれるのと、おなじ しくみです。

夏の冷房は、冬の暖房と向きが逆です。冷やされるのが部屋の中で、暖かいのが外の空気になります。

建物や自動車の窓では、室内を冷房したとき、屋外側に結露が発生することがあるとされています［5］。冷房で冷えたガラスに、夏の暖かく水蒸気の多い外気がふれて、露点以下になるためと考えられます。

冷たい飲み物を入れたコップの外側に水滴がつくのも、同じ理屈です。コップの中の水が染み出したのではなく、まわりの空気の水蒸気が、冷たい表面で水になっています。

建物や自動車の窓では、室内を冷房したときに屋外側のガラスで結露が発生することがある［5］。冷房で冷えたガラスの屋外側に、暖かく水蒸気量の多い外気が触れて、ガラス表面温度が外気の露点以下になるという、冬の内側と同じ目安が、向きを変えて成り立っていると考えられる。

冷たい飲み物を入れたコップの外側の水滴も同様で、外側の水は容器の内部から透過したものではなく、周囲の空気の水蒸気が凝結したものである。

では、冷房も暖房もかけていない朝に、窓の外側がぬれるのはなぜか。

れいぼうを して いない あさにも、そとがわが ぬれる ことが あります。かんがえられる わけが ふたつ あります。

ひとつめは、まどの ねつの にげにくさです。ねつを とおしにくい まどでは、へやの あたたかさが そとがわの ガラスまで とどきにくく、そとがわの ガラスが、そとの くうきに ちかい つめたさに なります。そとの くうきが しめって いれば、そこに みずが つく ことが あると いわれます［6］。

ふたつめは、はれた よるです。くもりの ない よるは、ものから ねつが にげて、くうきより ひえる ことが あります［7］。くさの はっぱでは、そうした よるに くうきより ずっと つめたく なると しらべられて います［8］。まどの そとがわも、おなじように ひえる あさが あるかも しれません。

冷房も暖房も使わない朝でも、窓の外側がぬれることがあります。考えられる理由が2つあります。

1つめは、窓の断熱性です。断熱性の高い窓は、室内の熱が外側のガラスまで届きにくく、外側のガラスは外気に近い温度まで冷えます。外気が湿っていれば、その外側に水滴がつくことがある、と一つの施工会社の解説は説明しています［6］。「外側がぬれる」は、こうした窓で起こりうる現象のひとつです。

2つめは、晴れた夜の放射冷却です。物体が熱を外へ放出して温度が下がる現象で、晴れて風の弱い夜に冷え込みが強まります［7］。東北大学の近藤純正さんの解説には、風が弱い晴れた夜に、葉の温度が気温よりかなり低くなることや、湿度が高いと露や霜がつきやすいことが書かれています［8］。

ただし、この解説は葉や地面の話で、窓ガラスの温度を測ったものではありません。窓の外側にも同じことが起こりうる、という推論として受けとめてください。

冷房も暖房もない朝に屋外側が濡れる場合、少なくとも2つの要因が考えられる。

第一に窓の断熱性である。断熱性の高い窓では、室内の熱が外側のガラスまで伝わりにくく、外側のガラスは外気に近い温度まで冷える。外気が湿っていれば、外側が露点を下回って結露することがあると、一つの施工会社の解説は述べる［6］。「外側の結露は性能の証拠」と読むのは行き過ぎで、起こりうる現象として扱うのが妥当である。

第二に放射冷却である。物体が熱を外へ放出して温度が下がる現象で、晴れて風の弱い夜は、冷えた空気が混ざりにくく、熱も雲にさえぎられず空へ逃げるため冷え込みが強まる［7］。近藤純正の解説では、風速が0.01〜1m/s程度の微風の晴天夜には、葉面温度が気温よりかなり低くなり、相対湿度が高いときに降霜が生じる［8］。

窓の外側にも同様の冷却が起こる可能性はあるが、これは葉での観測からの推論であり、窓そのものの測定による裏づけとは別に扱う必要がある。

みずの つぶは、まどガラスの うえで、まるい つぶに なります。うすい まくに ならないのは、ふしぎです。

みずが ものの うえで ひろがるか、まるく なるかは、ものと みずの なかよしの ぐあいで かわります。なかよしなら ひらたく ひろがり、なかよしで なければ ころんと まるく なります。たとえば、はっすいの ものの うえでは、ほとんど まるい たまに なると いわれます［9］。

ガラスは、きれいな ときは みずと なかよしで、ひらたく ひろがる と されます。でも、まどには ほこりや あぶらが つく ことが あり、そう なると ぐあいが かわる と いわれます。だから まどでは、みずが つぶに みえる ことが あります。

つぶは おおきく なると、おもさで ずるっと ながれおちる ことが あります。

水が表面の上でどんな形になるかは、表面とのなじみ方で決まります。液体が固体の表面とつくる角度を接触角といい、小さいほど水がなじんで広がり（親水）、大きいほどはじいて丸くなります（撥水）。撥水性の表面では、接触角が180°に近くなり、水滴はほぼ球形になります［9］。

ガラスは水とよくなじむ親水性の材料で、水滴は平たく広がるとされます。ただし、これは汚れのない清浄な面の話です。窓の表面は、ほこりや皮脂などで状態が変わり、濡れ方も変わるため、水が粒に見える場合があります。窓で粒になる理由が一つに決まっているわけではありません。

なお、垂直な窓では、粒が大きくなると重さがガラスにくっつく力に勝って、筋になって流れ落ちる、と一般には説明されます。何mmで落ちるかは、水の量やガラスの表面の状態で変わるため、決まった数字はありません。

水滴の形は、固体表面との濡れで決まる。液体が固体表面と作る角度が接触角で、小さいと親水（よく濡れる）、大きいと撥水である。撥水面では接触角が180°に近づき、液滴はほぼ球形になる［9］。

ガラスは親水性で、水滴は平たく広がるとされる。しかしこれは清浄な面の記述で、汚れや皮脂が付着すると濡れ方は変わる。窓の濡れ方は表面の状態で変わり、水滴が粒として見える場合がある。ただし、窓で粒になる理由が一つに特定されているわけではない。

垂直な面では、水滴が大きくなると流れ落ちることがある。落ち始める大きさに一般的な数値はなく、表面の状態で変わる。

結露が起こる条件（表面温度と露点）と、粒になる条件（濡れ方）は、別々の話である。

今日できること

ガラスの コップを ふたつ ならべて、ひとつには こおりみずを、もう ひとつには ぬるい みずを いれます。しばらく して、コップの そとがわを みくらべて みましょう。こおりみずの ほうの そとがわが ぬれる はずです。コップの そとを ふいて から いれると、ふえかたが よく わかります。

まどが ぬれて いる あさは、かわいた ティッシュで、うちがわと そとがわの どちらが ぬれて いるか さわって みましょう。まどから みを のりださないように して、そとがわは おうちの ひとと いっしょに たしかめます。

出かけてできること

はれて かぜの よわい あさに、くさの はっぱや くるまの まどガラスに みずの つぶが ついて いるか さがして みましょう。くもりの ひと、かぜの つよい ひと くらべても おもしろいです。

こうしきの 情報じょうほう

きしょうちょうの よほうようごの ページに、ろてんの せつめいが あります。おうちの ひとと いっしょに よんで、きおんと しつどの どちらが かわると ろてんが かわるか、かんがえて みましょう。

今日できること

同じガラスのコップを2つ用意し、1つには氷水、もう1つにはぬるま湯を入れて、外側のぬれ方を見比べてください。コップの外側を拭いてから入れると、変化が分かりやすくなります。氷水のほうの外側だけが、ぬれるはずです。

窓がぬれている朝は、乾いたティッシュで触れて、内側と外側のどちらがぬれているかを見てみましょう。窓から身を乗り出さず、外側は家の人と一緒に確かめます。窓の外側がぬれる日の天気や、窓の種類もメモしておくと、記事の説明と照らし合わせられます。

出かけてできること

晴れて風の弱い朝に、草の葉や自動車の窓ガラスの水滴を探してみてください。曇りの朝や風の強い朝と比べると、放射冷却の話が見えやすくなります。

公式情報

気象庁の予報用語に、露点や相対湿度の説明があります。天気予報の気温と湿度から、露点が何℃くらいかを見積もってみるのもおもしろいと思います。

今日できること

同じガラスのコップ2つに氷水とぬるま湯を入れ、外側の濡れ方を比べる。外側を拭いてから始めると変化が見やすい。条件は「表面温度が空気の露点以下か」である。

窓が濡れた朝には、内側と外側のどちらが濡れているか、乾いた布で触れて調べる。窓から身を乗り出さず、外側は家の人と一緒に確かめる。当日の気温・湿度・天気（晴れて風が弱いか）を併せて記録すると、本文の放射冷却や断熱の説明との対応が見えてくる。

出かけてできること

晴れて風の弱い朝と、曇りや風の強い朝とで、草の葉や自動車の窓ガラスの露の付き方を比較する。

公式情報

気象庁の予報用語（湿度に関する用語）で露点の定義を確認し、天気予報の気温と湿度から、露点を自分で見積もってみる。