うえのブログ

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きれいな六角形を描く、不思議な雪の結晶について

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上野(id:uenoyou111)です。こんばんはー。

 

 

また関東は雪が降ると話題になっています。

 

news.yahoo.co.jp

 

今年始まってまだ一ヶ月目なのに、北海道に旅行した際は大雪が降り、関東に戻ったらまた大雪が降り、また雪が降るとか。

 

すごく雪と関係性が深い年のようです。

 

そう言えば、北海道で見た時はサラサラな雪で窓に結晶が出来上がっていました。

 

イメージ図で申し訳ないのですが、冒頭の画像みたいな結晶が窓にいくつか付いてまして。

 

不思議だな~と思って。色々調べてみました( ・`ω・´)

 

 

 

 

雪が降る仕組み

 

雲が出来る仕組みから説明した方がいいかな~って思ったんですけど、前置きがすごく長くなりそうなのでヤメます(;´∀`)それでも長いけど

 

という事で、色々省略しつつ簡単に。まず、雪は雲の中で作られます。

 

雲は水蒸気のかたまりで、基本的な成分は水です。他は空気中のほこりとか、火山からの塵とか、大気エアロゾル粒子と呼ばれる微粒子が含まれております。

 

大気エアロゾル粒子 - Wikipedia

 

この微粒子が核となって、周囲の気温が低い時に氷の結晶が出来上がります。

 

この微粒子が無いと凍結がされにくいので、実はほこりとか重要だったりします( ・`ω・´)

 

実験により、微粒子を含まない清浄な空気では、空気を過飽和にして0 ℃以下に冷やしても凍結せず過冷却の水滴のままであり、-33℃程度で凍結し始め、-41℃程度で完全に凍結することが知られている。

雪 - Wikipedia

 

で、この氷の結晶が周囲の水蒸気とくっついてどんどん大きくなり、重さが一定以上になると落下します。

 

微妙に成長速度が違ったりすると落下にも速度の違いが出て、ぶつかったりして大きくなったり壊れたりしながら地上に舞い降ります。

 

 

 

……うーん、これ興味が無かったら絶対頭に入らないだろうなぁ。笑

 

という事で、分かりやすい画像を用意しました(`・ω・´)

 

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無題ドキュメント 

 

この画像ならパッと見でも分かりやすいですね。

 

 

湿度との関係

 

まず目安としてですが、気温が0℃より高いと雪は溶け始めます。全部溶けると雨になります。

 

ただ0℃より高くても、湿度が低い乾燥している状態だと雨になりにくく、湿度が高いと雨になりやすいです。

 

なので、今日はちょっと暖かいのに雪降ってる!とか、わりかし寒いのに雨だ……なんてことが起きます。

 

一般的な経験式(後述)によれば、湿度50%では地上気温5℃でも雪になる一方、湿度90%では地上気温3℃でも雨になる。

雪 - Wikipedia

 

湿度が高い状態だと、まさに冷たい雨が降りやすいので関東圏は厄介ですね。

 

 

結晶の種類

 

と言うように、ちょっと前置きだけでも長くなりましたが本題です。

 

雪の結晶は冒頭にて載せましたが、これって基本の六角形は守られつつも条件により色々な形が出来るんですよ。

 

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雪 - Wikipedia

 

ほら、不思議ですよねー。ここに引用した画像はほんの一握りで、私が確認したものだと40種類以上も形があります(;´∀`)

 

結晶に差が出る条件とは…?

 

これは水蒸気が雪の結晶となる時の、温度湿度によって大きく左右されます。

 

形としてある程度の分類が出来るので、以下のような形が挙げられます。

 

  • 角板状
  • 樹枝状
  • 角柱状
  • 針状
  • 立体樹枝状
  • つづみ状
  • 不規則
  • あられ
  • 凍雨
  • ひょう

 

一般的な樹枝の形をした結晶ですが、約-12℃~15℃で作られます。この時の湿度の量により、星状になるか樹枝状になるかが分かれます。

 

更に具体的な内容は参考記事を載せますが、雪の結晶が出来上がるまでのプロセスはかなり様々な環境を通過することとなります。

 

雲は何層にも分かれていたり、雲内部が全く同じ条件ではなかったり、意外と不安定なもので出来ている為、全く同じ結晶は存在しないとさえ言われています。

 

http://wattandedison.com/Snow_Crystal.pdf

 

※直リンクPDF

 

こちらは雪博士として知られる中谷宇吉郎氏が世界で初めて人工雪を作り、どのような条件下で結晶が出来上がるか明らかにしたものになります。

 

六角形の結晶

 

元々の結晶が六角形を有する六方晶系という結晶構造です。

 

つまり、雪はただの氷ではなく雪の結晶が成長したものなのできれいな六角形を形取るわけですね。

 

で、是非これから紹介するサイト様を見ていただきたいのですが…とにかく雪の結晶は美しい!なんて大げさだけど思っちゃいます。

 

その一部を紹介致します( ・`ω・´)

 

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息を飲むほど美しい雪の結晶(画像)

 

 すごくないですか?!( ・`ω・´)

 

これ、ロシア人の写真家・アレクセイ・クリャトフ氏がカーペットに落ちた雪の結晶を、お手製の装置で撮影しているようです。

 

細かい毛のようなものはカーペットですね( ・`ω・´)笑

 

他にも紹介していない画像があるので、気になる方はぜひこちらを!

 

www.huffingtonpost.jp

 

こちらを見て分かるように、大まかな分類は出来ても全て同じ形というのは相当難しいなんて思える形状をしていますね(;´∀`)

 

 

まとめ

 

しかし現実は、通勤時の電車を止めてしまう猛威を振るうのです……何事も適度がいいですね(まとめたつもり

 

という事で、雪に負けない体づくりと十分な睡眠を取りましょう( ・`ω・´)笑

 

 

 

ではでは(`・ω・´)ゞ