空気密度高度計算ツール

標高、気圧、気温、露点から、密度高度、気圧高度、および実際の空気密度を計算。すべての計算プロセスを表示します。

観測気象データ

お使いの場所と時間で報告された値を入力してください。自動的なデータの取得や更新は行われません。

航空気象レポートは高度計設定値を提供し、現地の気圧計は現地気圧を示します。

大気計算結果

密度高度
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大気計算結果一覧

気圧高度—
現地（絶対）気圧—
空気密度—
相対密度 σ—
ISA気温偏差—
現地高度からの密度高度差—

計算プロセス

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前提条件

  • 国際標準大気：海面 15 °C、1013.25 hPa、1.225 kg/m³、気温減率 100 mあたり0.65 °C、適用範囲 −610 m〜11,000 m。
  • 幾何学的高度はジオポテンシャル高度として処理されます。10,000 m以下での誤差は0.05%未満です。
  • 露点からMagnus–Tetensの水蒸気圧公式（Alduchov–Eskridge係数）を用いて湿度を算出・反映しています。
計算方法と情報源気圧および密度は国際標準大気（ISA）に準拠しています。湿度は、Alduchov–Eskridge係数を用いたMagnus–Tetensの水蒸気圧公式により、露点から算出しています。計算方法および情報源の確認日：2026年8月12日。FAA航空知識パイロットハンドブックAlduchov & Eskridge (1996): 飽和水蒸気圧係数計算方法確認日: 2026年8月12日
標高、気圧、気温を入力すると密度高度が表示されます。

入力された値およびすべての計算結果はお使いのブラウザ内で処理され、このデバイスから外部に送信されることはありません。

よくある質問

密度高度とは何ですか？

密度高度とは、測定された空気密度が国際標準大気（ISA）のどの高度に相当するかを示す値です。気圧、気温、湿度を1つの数値にまとめ、その空気が「どの高度と同等に」振る舞うかを表します。高温、高湿、低気圧の環境では密度高度は高くなり、低温、乾燥、高気圧の環境では低くなり、時には海面下になることもあります。

なぜ湿った空気は密度が低くなるのですか？

水分子（H₂O、分子量18）は、それが置き換える窒素（28）や酸素（32）の分子よりも軽いため、同じ気圧と気温であれば、湿った空気の方が体積あたりの重量が軽くなります。この影響を考慮するには露点を入力してください。空欄のままにすると、乾燥空気として計算されます。

高度計設定値と現地気圧のどちらを入力すべきですか？

手元にある数値をご使用ください。航空気象レポート（METAR、ATIS）で公表される高度計設定値（QNH）を入力すると、計算ツールが該当標高における現地気圧に換算します。手元の気圧計で直接測定した現地気圧を入力する場合、標高は計算結果と現地との比較にのみ使用されます。

密度高度がマイナスになることはありますか？

はい、あり得ます。冷たく乾燥した高気圧の空気は、標準海面値よりも密度が高くなることがあり、その場合、モデル上の相当高度は海面下（マイナス）になります。これは数学的に正しい結果であり、エラーではありません。

パイロットが使う「120の法則」の精度はどのくらいですか？

パイロットが使う簡易計算式（密度高度 ≈ 気圧高度 + 120 × (気温 − 標準気温)）は、約10,000 ft以下であれば通常は数パーセント以内の誤差に収まりますが、湿度を無視し、気温減率を丸めています。本ツールは標準大気の逆関数を厳密に解き、露点からの湿度も考慮するため、簡易計算式はクロスチェック用としてのみご使用ください。

BroBroGo 編集チームが執筆・確認しています。最終更新日:

空気密度高度計算ツールとは

空気密度高度計算ツールは、観測された気象データと標高を手動で入力することにより、密度高度、気圧高度、および実際の空気密度を算出する無料のオンラインツールです。本ツールは、国際標準大気（ISA）モデルおよびMagnus–Tetensの水蒸気圧公式に基づいており、計算の各ステップにおける数学的な導出プロセスをすべて画面上に表示します。

すべての計算は利用者のウェブブラウザ内でローカルに処理され、入力された値や計算結果がデバイスの外部へ送信されることはありません。外部の気象データを自動取得する機能はなく、純粋に手動入力された条件から物理式に従って算出を行うため、パイロットや航空分野の学習者が、気温、気圧、湿度の変化が空気密度や航空機の空気力学的性能に与える影響を理解するための教育用・クロスチェック用リファレンスとして設計されています。

密度高度の物理的背景と湿度の影響

密度高度とは、測定された空気密度が国際標準大気（ISA）のどの高度に相当するかを示す値です。航空機は物理的な標高ではなく、周囲を取り囲む空気の分子密度（空気密度）に応じて、揚力、抗力、エンジン出力、プロペラ効率を決定します。

空気密度を左右する主な要因は以下の3つです。

  1. 気圧: 気圧が低いほど空気分子の間隔が広がり、空気密度は低下します。
  2. 気温: 気温が高いほど空気分子の熱運動が活発になり、膨張して密度が低下します。
  3. 湿度（水蒸気圧）: 水分子（H₂O、分子量約18）は、それが置き換える窒素（分子量約28）や酸素（分子量約32）の分子よりも軽いため、同じ気圧と気温であれば、湿った空気の方が体積あたりの重量が軽くなります。

露点を入力しない場合、ツールは「乾燥空気として計算されています。湿度を考慮するには露点を入力してください。湿った空気は密度が低くなるため、実際の気圧高度はやや高くなります。」という前提に従い、水蒸気圧 e = 0 として計算を行います。露点を入力すると、「露点からMagnus–Tetensの水蒸気圧公式（Alduchov–Eskridge係数）を用いて湿度を算出・反映しています。」という前提に基づき、より正確な湿潤空気の密度高度が導き出されます。

入力項目と検証ルール

ツールに入力する「観測気象データ」の各項目には、以下の許容範囲と検証ルールが設定されています。

  • 標高: −600 m〜9,000 m（−1,969〜29,528 ft）の範囲で入力します。範囲外の場合は「標高は−600 m〜9,000 m（−1,969〜29,528 ft）の間で入力してください。」と表示されます。
  • 入力する気圧の種類: 以下の2つのモードから選択します。
    • 高度計設定値（QNH）: 航空気象レポート（METARなど）で報告される海面更正気圧です。入力範囲は870〜1,086 hPa（25.69〜32.06 inHg）で、範囲外の場合は「高度計設定値は870〜1,086 hPa（25.69〜32.06 inHg）の間で入力してください。」と表示されます。
    • 現地気圧: 観測地点で直接測定された絶対気圧です。入力範囲は250〜1,086 hPa（7.38〜32.06 inHg）で、範囲外の場合は「現地気圧は250〜1,086 hPa（7.38〜32.06 inHg）の間で入力してください。」と表示されます。
  • 気温: −90 °C〜60 °C（−130〜140 °F）の範囲で入力します。範囲外の場合は「気温は−90 °C〜60 °C（−130〜140 °F）の間で入力してください。」と表示されます。
  • 露点: 任意入力項目です。入力範囲は−90 °C〜35 °C（−130〜95 °F）で、範囲外の場合は「露点は−90 °C〜35 °C（−130〜95 °F）の間で入力してください。」と表示されます。

特殊なエラーと制限事項

  • 露点と気温の関係: 物理的に露点が気温を上回ることはできないため、その場合は「露点は気温より高く設定できません。」というエラーが表示され、計算がブロックされます。
  • 非数値入力: 数値以外の文字が入力された場合、「‹field›：「‹token›」は数値ではありません。」（例：気温：「abc」は数値ではありません。）というエラーが発生します。
  • 数値のオーバーフロー: 入力値が極端に大きい場合、「入力値がサポートされている数値範囲を超えています。」と表示されます。

計算モデルと導出プロセス

本ツールは、以下の「国際標準大気」の定義を基準としています。

  • 海面標準値: 気温 15 °C、気圧 1013.25 hPa、空気密度 1.225 kg/m³
  • 気温減率: 100 mあたり0.65 °C
  • 適用範囲: −610 m〜11,000 m

幾何学的な標高はジオポテンシャル高度として処理されますが、10,000 m以下における両者の誤差は0.05%未満と極めてわずかです。計算結果が標準モデルの適用範囲を超えた場合、「計算結果が標準大気モデルの適用範囲（−610 m〜11,000 m）を超えているため、この値は外挿値です。」という警告が表示されます。

画面に表示される計算式

ツールは「計算プロセス」として、以下の数式と計算途中の値を明示します。

  1. 現地気圧 P の決定
    • QNH入力時: 現地気圧 P = ‹qnh› hPa × (1 − 0.0065׋elevation›/288.15)^5.2559 = ‹pressure› hPa
    • 現地気圧直接入力時: 現地気圧 P = ‹pressure› hPa（直接入力）、相当高度計設定値は ‹qnh› hPa
  2. 水蒸気圧 e の算出
    • 露点入力時: 露点からの水蒸気圧：e = 6.1094 × exp(17.625׋dew› / (243.04+‹dew›)) = ‹vapor› hPa
    • 露点未入力時: 露点が入力されていません — 乾燥空気（e = 0）として処理します
  3. 空気密度 ρ の算出
    • 空気密度 ρ = (P−e)/(287.05×T) + e/(461.5×T) = ‹density› kg/m³ (‹densityLb› lb/ft³)
  4. 相対密度 σ および密度高度の算出
    • 相対密度 σ = ρ/1.225 = ‹sigma›% → 密度高度 = 44,330.77 × (1 − σ^0.23497) = ‹da› m
  5. 気圧高度の算出
    • 気圧高度 = 44,330.77 × (1 − (P/1013.25)^0.19028) = ‹pa› m、該当高度の標準気温 ‹isaTemp› °C、ISA偏差 ‹isaDev› °C

出力される結果一覧

計算が完了すると、画面上の「大気計算結果」および「大気計算結果一覧」に以下の項目が正確なラベルで表示されます。

  • 密度高度（メインのヒーローラベルとして大きく表示）
  • 気圧高度
  • 現地（絶対）気圧
  • 空気密度
  • 相対密度 σ
  • ISA気温偏差
  • 現地高度からの密度高度差

冷たく乾燥した高気圧環境下では、空気密度が標準海面値を超えるため、密度高度がマイナス（海面下）を示すことがありますが、これは標準大気モデルの数式上、正常かつ数学的に正しい結果です。

よくある質問（FAQ）

密度高度とは何ですか？

密度高度とは、測定された空気密度が国際標準大気（ISA）のどの高度に相当するかを示す値です。気圧、気温、湿度を1つの数値にまとめ、その空気が「どの高度と同等に」振る舞うかを表します。高温、高湿、低気圧の環境では密度高度は高くなり、低温、乾燥、高気圧の環境では低くなり、時には海面下になることもあります。

なぜ湿った空気は密度が低くなるのですか？

水分子（H₂O、分子量18）は、それが置き換える窒素（28）や酸素（32）の分子よりも軽いため、同じ気圧と気温であれば、湿った空気の方が体積あたりの重量が軽くなります。この影響を考慮するには露点を入力してください。空欄のままにすると、乾燥空気として計算されます。

高度計設定値と現地気圧のどちらを入力すべきですか？

手元にある数値をご使用ください。航空気象レポート（METAR、ATIS）で公表される高度計設定値（QNH）を入力すると、計算ツールが該当標高における現地気圧に換算します。手元の気圧計で直接測定した現地気圧を入力する場合、標高は計算結果と現地との比較にのみ使用されます。

パイロットが使う「120の法則」の精度はどのくらいですか？

パイロットが使う簡易計算式（密度高度 ≈ 気圧高度 + 120 × (気温 − 標準気温)）は、約10,000 ft以下であれば通常は数パーセント以内の誤差に収まりますが、湿度を無視し、気温減率を丸めています。本ツールは標準大気の逆関数を厳密に解き、露点からの湿度も考慮するため、簡易計算式はクロスチェック用としてのみご使用ください。

密度高度がマイナスになることはありますか？

はい、あり得ます。冷たく乾燥した高気圧の空気は、標準海面値よりも密度が高くなることがあり、その場合、モデル上の相当高度は海面下（マイナス）になります。これは数学的に正しい結果であり、エラーではありません。

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