『雪と氷の疑問60』はこんな方におすすめ！

『雪と氷の疑問60』から抜粋して7つご紹介

『雪と氷の疑問60』の中から、疑問をいくつか抜粋してご紹介したいと思います。ここに紹介できなかった疑問では、積雪の種類やドライアイスの仕組み、海の氷の分類、北国で見られる様々な美しい雪氷現象、土中の水分が凍る凍土、雪まつりの雪像の作り方についてなど、内容が多岐に渡りますので、気になる項目があった方は是非本書をご参照ください。

雪の結晶はなぜ六角形なのですか？

雪の結晶は上空の雲の中で、水蒸気が昇華凝結してできた氷の結晶（氷晶）が成長したものです。おおむね0.2㎜以上のものを雪結晶、それ未満のものを氷晶といいます。雪結晶に限定すると、2013年時点では105種類に分類されています。

氷結晶の特徴は酸素原子が六角形を重ねた形に配列していることです。最初は小さな水滴だった過冷却水滴の表面の表面に多数の小さな平面が形成され、その後に六角柱の氷晶が生成されます。その氷晶が平面的に成長したり、長軸方向に成長したりして、雪の結晶はできています。平面と長軸のどちらにより早く成長するかは、温度によって異なります。そのために平板な雪結晶（板状結晶）や、六角柱（角柱結晶）の違いが生じることがわかりました。

氷が滑るのはなぜ？

平らな氷の表面は滑りやすく、摩擦係数が小さいことは、スケートやカーリングなどを見ればわかります。しかし、氷はなぜ滑るのでしょうか？これについてはいくつかの説が発表されてきています。

圧力融解・水潤滑説：圧力を受けた部分の氷が融け、水が潤滑剤の役割を果たす
摩擦融解・水潤滑説：摩擦熱を受けて氷が融け、水が潤滑材となる
凝着説：水は関係なく、氷の基底面（氷の結晶は六角柱だが、その六角形の面）で摩擦係数が最少となるため滑る

また、氷と氷が触れる速度が遅いと摩擦が発生するが、速度が早ければ表面に水が発生して摩擦係数が少なくなるという説が2006年に発表されています。

つららにはどのような特徴がありますか？

つららは屋根に積もった雪が建物内部からの熱で融けて水になり、それが寒気の中で滴り落ちて作られます。実は、つららの多い家は屋根の断熱がしっかりできていないのです。最近の北国の家は断熱性が高くなり、まったくつららのできない家も珍しくなくなってきました。

つららの内部構造を見ると、中心に近い部分から放射状の結晶構造をしています。これは初め直径の細かったつららが、融解水が表面を流れ落ちることによって成長していった過程を示します。つららの表面に現れる波模様は、表面を流れる水の波立ちが関係しています。この波には、水中に含まれる不純物量が影響しているのではないかという説も発表されています。

日本では、なぜ日本海側で雪が多く降るのですか？雪が降る気象条件を教えてください。

日本は雪の多い国ですが、比較的低緯度に位置します。低緯度にありながら雪が多く降る理由は、地理的な要因によるものが大きくなっています。雪が降るためには低温であること、水蒸気が豊富であることが必要です。大陸は海洋より冷えやすいので、より広大な大陸があれば上空の空気はより冷えます。ユーラシア大陸北方の冷えた空気が低緯度に流れながら偏西風によって東へ流れ、日本海を経て日本列島に到達します。日本海で大量の水蒸気を得て、雪を降らせる条件である、低温で大量の水蒸気を含む大気が完成します。この空気が日本海側と太平洋側を分ける脊梁山脈を越えるときに上昇して冷やされ、雲ができます。それが雨や雪を降らせるのです。

シベリアの寒気の温度と日本海の水温の差が大きく、風向が日本海を渡り日本に向かっていれば、日本海側が大雪となります。

南極の氷からわかることは何ですか？

南極大陸は一部沿岸域を除いて、一年を通じて雪が降り、降った雪は融けないまま新しい積雪に押しつぶされて徐々に氷になります。その過程で、空気が氷の中に閉じ込められます。南極の氷は過去から現在に至るまでの雪と空気を保存している貯蔵庫です。南極の氷を掘削すれば、過去から現在までの雪と空気を取り出すことができ、過去の気候・環境や大気を研究することができるのです。

氷床や氷河から掘削された円柱状の氷をアイスコアと呼びます。アイスコアの分析によって、大気中の二酸化炭素量や火山活動の様子、地球外物質の飛来や気候変動のサイクルなどがわかります。

雪崩とは何ですか？

雪崩の定義は、「斜面に積もった雪が重力の作用により斜面上を肉眼で識別できる速さで流れ落ちる現象」です。雪崩は大きく「表層雪崩」と「全層雪崩」に分けられます。表層雪崩はすべり面（破壊面）が積雪の内部にあり、それより上の積雪（なだれ層）が流下するもの、全層雪崩は積雪下底にすべり面があり、積雪全層が流下するものです。発生の形と雪質によって、より詳しく分けると8種類に分類できます。

災害報道でよくみられるものは、面発生乾雪表層雪崩です。低い気温の続く間、すでに積もっている積雪の上に数十㎝以上の新雪（乾雪）があった場合に起きやすく、斜面の広い面積にわたって動き、雪煙を伴って高速で落下し、大規模なものでは数km遠方まで到達します。一方全層雪崩は、春先の融雪期に起きる面発生湿雪全層雪崩が代表的です。斜面上方の積雪に割れ目ができ、積雪下底や地表面に水分が供給されやすい雨の日や温かい日に発生します。

表層雪崩を回避するには、積雪中の弱層を把握すること、谷ではなく尾根を進み、できるだけ斜面は横切らないことが重要です。全層雪崩はゆっくり動くため、雪に割れ目やしわが現れます。これらを見逃さず、前兆の出た斜面には近づかないことで回避できます。

火星の南極・北極の白く見える部分は何ですか？

火星の両極には白く輝く極冠があります。火星の大気は二酸化炭素が95％で、水蒸気（H₂O）は僅か0.03%です。平均気温は－48℃です。北極は夏には－50℃くらいまで気温が上がるので、ドライアイス（二酸化炭素の）の氷では溶けてしまうため、H₂Oの氷でできていると考えられてきました。一方南極は気温が低いので、ドライアイスも存在できます。

2000年代に入ってから、探査機による観測で、極冠の氷の構成がわかりました。基盤岩の上に厚さ2～3kmのH₂Oの氷が存在し、その上を2～3mのドライアイスの氷が覆っていたのです。

『雪と氷の疑問60』紹介まとめ

ブログ記事担当は日本海側の雪国出身ですが、知っているのは粒が大きくてすぐ融け、翌朝凍ってしまう雪でした。積もるとすぐにシャーベットのようになってしまいます。北海道出身の友人と話すと、向こうの雪はさらさらの粉雪ということでした。

この本を読んでみて、雪国育ちといえども結構知らないことが結構あったことに気づかされました。「雪まくり」をはじめ、見たことのない雪氷現象も沢山あります。
雪が降ったとき「電車が止まるんだろうな……」と憂鬱になるだけではなく、少し楽しい気分になれそうです。

『空気中に浮遊する放射性物質の疑問25』を購入する

公式ECサイトで購入する
Amazonで購入する

みんなが知りたいシリーズおすすめ３選

・海水の疑問50
海の水はなぜ青い？海は広いけど、どのくらいの水があるの？塩にはどんな種類がある？海の水と気候との関係は？海と海水、塩についての多彩な疑問に、専門家が答えます！

・エビ・カニの疑問50
食卓や磯、水族館でお目にかかるエビ・カニの仲間は、海で一番繁栄している生き物です。茹でるとなぜ赤くなる？カニはどうして泡を吹くの？貝殻を粉砕するシャコパンチの威力のヒミツは？等、おいしいだけではないエビ・カニの魅力に迫ります。

・空気中に浮遊する放射性物質の疑問25
福島第一原発事故で注目された「放射性エアロゾル」。どのように発生して広がるの？どうしたら防げるの？体に入ったらどうなってしまうの？実は自然にも存在する放射性エアロゾルに関する疑問に、専門家が答えます。