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冬季、凛とした冷たい空気の中でアクセルを踏み込むと、ロードスターのエンジンがいつもより粒が揃って回り、トルクフルで元気が良いと感じることはありませんか？オープンカーはヒーターが効くため「寒い時期が本番」だから！・・・ということもありますが、今回は少しだけアカデミックに、エンジニアリングと気象学の視点から読み解くトピックです。
エンジンは「空気の質量」で回っている
自動車の内燃機関（エンジン）は、基本的に吸い込んだ「空気の質量」に応じてパワーが決まる仕組みになっています。ガソリン（炭素＆水素）を燃焼させるためには酸素が必要不可欠であり、その酸素密度が高いほど、より多くの燃料を燃やせる＝パワーが出るからです。
ここで面白いのが、空気は温度によって「体積が変わる」という物理特性です。気体の体積は「シャルルの法則」に従い、圧力が一定であれば温度が1度上昇するごとに、0度の時の体積から約1/273.15ずつ膨張していきます。
逆にいえば、空気は「冷やされるとギュッと凝縮する」のです。同じ1回の吸気（シリンダー容積）でも、空気が冷えていれば、そこに含まれる酸素分子の密度は高くなります。極論すれば「暖かいと酸素は薄く、寒いと酸素が濃く」なるのです。
気温（℃）と空気密度の変化率（目安）
| 気温（℃） | 密度変化（基準比） |
| 35 | -11% (薄い) |
| 20 | ±0% (基準) |
| 10 | 3.60% |
| 5 | 5.50% |
| 0 | +7.3% (濃い) |
| -5 | 9.30% |
※標準大気圧下、20℃を基準とした場合
NBロードスターと「空気の重さ」
NBロードスターのエンジン（BP型/B6型）は、エアクリーナーの直後に設置された「エアフローメーター（ホットワイヤー式※）」によって、通過する空気の質量を電気的に計測しています。※、NAロードスターはフラップ式（暖簾式、メジャリングプレート式）
ECU（エンジンコントロールユニット）は、エアフロが計測した「冷たくて密度の高い（＝酸素がたくさん詰まった）空気」に見合うよう、最適な量のガソリンを吹くようにインジェクターへ指令を出します。つまり、冷たい空気を吸うことは、排気量アップや過給機（ターボ）に近い効果（充填効率の向上）を物理的にもたらすのです。ターボ車がインタークーラーで吸気温度を下げるのも、まったく同じ理屈です。
上記の表で見ると、酷暑の35℃と比較して冬の0℃付近では、空気の密度差は10％以上にもなります。単純計算ですが、冬場は夏場よりも約1割増しの酸素を取り込み、その分だけ強い爆発力を得ていることになります。「冬はエンジンが回る」というのは、気のせいではなく物理的な事実なのです。
現代のクルマは高度な電子制御で環境差を感じさせないよう「均す」セッティングがなされていますが、NA/NBロードスターのようなメカニカルな素性が色濃いクルマであれば、この大気の変化を右足の裏でダイレクトに体感できるはずです。
ただし、極端な低温下ではガソリンが気化（霧化）しづらくなり、燃焼安定性が落ちるため、始動直後はパワーや燃費が悪化します。エンジンオイルや各部のクリアランスを適正にするためにも、丁寧な暖機運転が必要なのはいうまでもありません。ちなみに、エンジンの定格出力などは一般的に気温20～25℃、湿度や気圧も規定された「標準状態」を基準に測定されています。
湿度と「空気の軽さ」のトリビア
少し視点を変えて、湿度のお話もしましょう。「湿気が多い日は空気が重い」と感じるかもしれませんが、物理的には湿った空気のほうが「軽い」ということをご存じでしょうか？
空気の大部分を占める窒素（N2：分子量28）や酸素（O2：分子量32）に対し、水蒸気（H2O：分子量18）は軽い分子です。湿度が高い＝空気の中に軽い水蒸気がたくさん混ざっている状態なので、同一体積あたりの空気密度（酸素量）は下がってしまいます。雨の日や梅雨時に「なんとなくエンジンが重い、吹け上がりが悪い」と感じるのは、湿気によって酸素密度が下がり、実質的なパワーダウンが起きているからなのです。
これは航空機やゴルフの世界でも同様です。航空機は空気密度が高い（低温・低湿）ほうが翼の揚力を得やすく、エンジンの推力も上がります。ゴルフボールも、冬場の乾燥して締まった空気の中では空気抵抗が増すため、夏場に比べて飛距離（キャリー）が落ちるといわれています。
峠道と気圧のパラドックス
ロードスターのステージのひとつとなる「峠」ではどうでしょうか。空気密度は気温だけでなく「気圧」の影響も大きく受けます。
気体の状態方程式： P = ρRT （P：気圧、ρ：密度、R：気体定数、T：温度）
この式が示す通り、標高が高くなって気圧（P）が下がれば、密度（ρ）も下がります。一般的に、標高が1,000m上がると気圧は約100hPa下がり、気温は約6.5℃下がります。
気圧低下による効果：空気が薄くなり密度が下がる（パワーダウン要因）
この2つが同時に起こるわけですが、基本的には「気圧低下による酸素不足」の影響が勝ちます。例えば、世界遺産・日光の中禅寺湖（標高約1,270m）へドライブしたとしましょう。
平地に比べて気温は約8℃低く、空気は引き締まっていますが、気圧は約870hPa程度まで落ち込みます。計算上、気温低下で数％の密度回復が見込めても、気圧低下で10％以上の空気（酸素）を失うため、トータルではエンジンのパワーは低下します。
それでも私たちが峠道で「気持ちいい！」と感じるのは、信号のない快走路のリズムや、低いギアを使って高回転まで回す楽しさが、パワーダウンのネガを上書きしてくれるからかもしれません。
ちなみに地球の標準気圧は標高0mの約1013hPa（ヘクトパスカル：1気圧）。それが10m高くなるごとに約1hPaずつ下がっていくそうです。富士山の高さは3,776mになるので頂上の大気圧は約630hPa・・・約6割の空気しかありません。8,849mのエベレストでは0.3気圧だそうです。
なお、日本の平地における気圧の平均は、冬は1020hPa（ヘクトパスカル）、夏は1008hPaくらいになるようです。
冬のロードスターは「呼吸」が深い
少し理屈っぽくなりましたが、結論として「冬のロードスターが速い」は真実です。夏場のエアコンコンプレッサーによる負荷（数馬力のロス）が無いことに加え、冷たく密度の高い空気によって、エンジンが本来持っているポテンシャルを100％、あるいはそれ以上に発揮できる季節だからです。
冬の冷たく澄んだ空気は、我々人間にとっても美味しいものですが、ガソリンを燃やして走るロードスターにとっても、それは最高のご馳走だったというわけですね。
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