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雪はどのようにしてできるか

雪ができる過程

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水の状態の変化で、よく知られているは、固体・液体・気体の変化です。

  • 水が蒸発して気体(水蒸気)になる、気体が冷却されて液体(水)になる変化
  • 水がさらに冷却されて固体(氷)になる、固体が暖められて液体になる変化

他にも、固体の氷が直接気体になる作用もあります。これは昇華作用といいます。
積もった雪の塊が溶けてもないのに、徐々に小さくなっていくのは、固体の雪が直接気体の水蒸気に変わる昇華作用のためです。

上の写真は1900年ごろ、アメリカのベントレーが生涯をかけて撮影した雪の結晶の写真集から引用したものです。

水蒸気が直接凍るときに雪ができる

初期の雪の研究では、水蒸気が冷えて水滴になり、水滴が凍って氷の塊となるのでは、
雪にならずに霰あられや雹ひょうになると考えられていました。
もちろん、上空で凍ったとしても、地上に落ちてくる頃には雨になっていることがあります。
上空は温度が低いのですが、気圧も低く、0度で凍るようなことはありません。マイナス20度程度が氷になる温度といわれています。
雪は水蒸気が水にならずに、水蒸気のまま凍ってしまうときにできると考えられていました。
中谷宇吉郎が世界で始めて人工雪を作ったときにも、水蒸気を直接凍らせるというところで苦心したようです。
一度、水になってから凍ると雪にならなかったからです。

実験室と上空の出来事の違い

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現在は中谷の時代とは、研究設備も違います。上空の測定技術も大きく発展しました。その結果現在では、上空では水蒸気が一度水滴になり、その後凍って、雪の核ができるらしいと考えられるようになってきました。

最近の研究では、水蒸気はいったん水滴になり、水滴が凍って丸い氷の核ができ、この核が徐々に成長して、六角形の結晶構造の雪へと発展・成長していくのだと考えられるようになってきました。

カテゴリ: 雪とは , 雪と氷