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雪の結晶の不思議

大気たいき状態伝じょうたいつたえる“手紙てがみ” 温度おんど湿度しつどめるかたち

 ゆきくもなかまれたこおりつぶです。このこおりつぶを「ゆき結晶けっしょう」といます。りたゆきをよくてみると、まるでこおり彫刻ちょうこくのような、うつくしいかたちをした結晶けっしょうかくれているのです。【小丸朋恵こまるともえ

    おなかたち結晶けっしょうはない

     ゆき結晶けっしょうかたちといえば、がついたえだ中心ちゅうしんから6本伸ぽんのびたようなかたち樹枝状六花じゅしじょうろっか)がよくられています。結晶けっしょうかたちほかにも、はりのように細長ほそながかたちや、六角形ろっかくけいいたかたちなどいろいろあります。研究者けんきゅうしゃ分類ぶんるい(グローバル分類ぶんるい)では121しゅありますが、特徴とくちょうによってけたものにすぎません。日本気象協会にほんきしょうきょうかい気象予報士きしょうよほうし相原恵理子あいはらえりこさんは「まったくおなかたち結晶けっしょうひとつとしてない、とかんがえられています」とはなします。たようなかたちをしていても、かならずどこかちが部分ぶぶんがあるのです。

     では、結晶けっしょうかたちはどのようにつくられるのでしょう。にはえませんが、空気くうきには水蒸気すいじょうきみず気体きたいになったもの)がふくまれています。空気くうきのかたまりがはるか上空じょうくうのぼると、まわりの温度おんど地上ちじょうよりずっとひくくなり、水蒸気すいじょうき一部いちぶやされて、ちいさな水滴すいてきこおり姿すがたえます。これがくもです。日本にっぽん上空じょうくうにできるくもなかは、なつでもほとんどこおりつぶです。

     くもなかこおりつぶは、まわりの水蒸気すいじょうきをくっつけながらそだっていきます。みず分子ぶんし物質ぶっしつをつくるもと)はこおとき規則正きそくただしくなら性質せいしつがあり、こおりつぶちいさな六角形ろっかくけいはしらかたちになります。ここまではどの結晶けっしょうおなじです。

    おなくもからちがかたち

     そのくもなか温度おんど湿度しつどちがいが、結晶けっしょうかたちめます。気温きおんが0下回したまわってすぐは、ちいさくうすいたかたちをした結晶けっしょうができます。さらにさむくなると細長ほそながはしらはりかたちになり、氷点下ひょうてんか15度前後どぜんごではおおきないたのようなかたちになります。一方いっぽう湿度しつどひくいほど単純たんじゅんかたちになり、たかいほど複雑ふくざつ結晶けっしょうができます。相原あいはらさんは「ゆき結晶けっしょうがなぜこのようにそだつのかはまだなぞです」とはなします。

     たとえば、樹枝状六花じゅしじょうろっかかたちは、温度おんど氷点下ひょうてんか15くらいで、湿度しつどたかときつくられます。おおきさは1~3ミリメートルほどです。

     くもたてながかったり、よこひろがっていたりするので、くもなか温度おんど湿度しつどはそれぞれの場所ばしょちがいます。ゆき結晶けっしょうくもなかいながら、さまざまな温度おんど湿度しつど影響えいきょうけて、かたちつくっていきます。ちいさな水滴すいてきほか結晶けっしょうにぶつかって、かたちくずれることもあります。結晶けっしょうかたちには、どのような場所ばしょそだってきたかという記録きろくのこされているのです。

    地上ちじょうとどくのはふゆさむ

     おおきくそだった結晶けっしょうおもくなり、やがて雪雲ゆきぐもからちてきます。日本気象協会にほんきしょうきょうかい気象予報士きしょうよほうし猪股竜彦いのまたたつひこさんは「うつくしいかたち結晶けっしょうができても、地上ちじょうまでの温度おんどたかければ、けてあめになったり、蒸発じょうはつしてえたりします。かぜこわれることもあります」とはなします。地上ちじょうまで結晶けっしょうかたちのこるのは、日本にっぽんではふゆさむしかありません。

     ■ミニ知識ちしき

    身近みぢかにある観測かんそく道具どうぐ

     東京都心とうきょうとしんでは11がつ24、54ねんぶりに11がつゆきりました。気象庁きしょうちょう職員しょくいんがこの、「ゆき結晶けっしょう写真しゃしんって」とびかけて話題わだいになりました。

     結晶けっしょう写真しゃしんからゆきらせたくも大気たいき状態じょうたい分析ぶんせきして、関東地方かんとうちほう今後こんご天気予報てんきよほう役立やくだてるためです。スマートフォンでうつした結晶けっしょう画像がぞうが、各地かくちから3000枚以上集まいいじょうあつまりました。

     手軽てがる観察かんさつできる道具どうぐは、文具店ぶんぐてんなどにあるルーペです。7ばいえるもので十分じゅうぶんです。顕微鏡けんびきょうは、結晶けっしょうかたちもっともよくわかります。やしたスライドガラスで直接雪ちょくせつゆきめるのがおすすめです。

    うつくしい結晶けっしょうかたちさがすなら

     北海道出身ほっかいどうしゅっしん猪股いのまたさんは「北海道ほっかいどうではふくについたゆきをよくれば、結晶けっしょうかたちがわかることもおおいですよ」といます。北海道ほっかいどうふゆはとてもさむいので、結晶けっしょうけずにりてくるそうです。一方いっぽうで、北陸地方ほくりくちほう関東かんとうから西にし地域ちいきでは、ゆきでも0度以下どいかになることはめずらしく、ゆき地上付近ちじょうふきんはじめて結晶けっしょうかたちうしなわれてしまいます。「西日本にしにほん観察かんさつするなら、たかやまうえで、かぜとおらない場所ばしょであれば結晶けっしょうかたちのこっているかもしれませんよ」と猪股いのまたさんはおしえてくれました。

    ゆき伝言でんごんって

     中谷宇吉郎なかやうきちろう(1900~1962ねん)は、世界せかいられるゆき研究者けんきゅうしゃです。北海道大学ほっかいどうだいがく教授きょうじゅで、ゆき結晶けっしょうかたち気象条件きしょうじょうけん調しらべました。1936ねん世界せかいはじめて人工じんこうゆきつくることに成功せいこうし、温度おんど湿度しつどちがいが結晶けっしょうかたちえることをあきらかにしました。中谷なかやは「ゆきてんからおくられた手紙てがみである」との言葉ことばのこしています。ゆき結晶けっしょうは、上空じょうくう大気たいき様子ようすつたえてくれるのです。


    はなしいたひと

     日本気象協会にほんきしょうきょうかい気象予報士きしょうよほうし 猪股竜彦いのまたたつひこさん、相原恵理子あいはらえりこさん

    参考さんこうにしたほん

     「ゆき結晶けっしょう--ちいさな神秘しんぴ世界せかい」(ケン・リブレクトちょ河出書房新社かわでしょぼうしんしゃ)▽「ゆき結晶図鑑けっしょうずかん」(菊地勝弘きくちかつひろ梶川正弘著かじかわまさひろちょ北海道新聞社ほっかいどうしんぶんしゃ

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