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こんにちは
今日は寒いですね。外は雪が降っています。
子どもは楽しそうですが、寒いのはつらいですね。
今日は雪の原理についてお知らせいたします。
雪とは、空気中の水蒸気が直接に氷になってできた結晶のことです。雪の結晶は、成長過程の大気中の温度と湿度によって様々な形になります。雪の結晶がある程度大きくなると、重力によって地上に降りてきます。しかし、地上付近の温度が高いと、雪は溶けて雨になってしまいます。日本では、冬に日本海側で雪が降ることが多いのは、寒冷前線や季節風によって温かく湿った空気が日本海で冷やされて雲を作り、その雲が山岳地帯を越える際に上昇気流を起こして雪を降らせるからです。
## 雪の結晶ができる仕組み
雪の結晶は、空気中に含まれる水蒸気が直接に氷になってできます。これを**昇華**と呼びます。昇華するためには、水蒸気が凝結する核となるものが必要です。これを**凝結核**と呼びます。凝結核には、チリや花粉、火山灰などの微粒子や、すでにできている氷晶や雲粒などがあります。
凝結核に水蒸気がくっつくと、氷晶（氷の粒）ができます。氷晶は周りの水蒸気を取り込みながら成長していきます。この過程を**沈着**と呼びます。沈着する際には、水蒸気分子が最も安定な配置になるようにくっつきます。そのため、氷晶は六角形の基本形を持ちます。
## 雪の結晶の形が変わる仕組み
氷晶は成長しながら空中を落下していきます。その間に、温度や湿度が変化します。温度や湿度は、水蒸気分子の運動や集合状態に影響します。そのため、氷晶の成長速度や方向も変わります。これによって、氷晶は様々な形になります。
一般的に、温度が低いほど水蒸気分子の運動が鈍くなり、沈着速度も遅くなります。そのため、温度が低い場合は平らな板状や針状の氷晶ができやすくなります。逆に、温度が高いほど水蒸気分子の運動が活発になり、沈着速度も速くなります。そのため、温度が高い場合は厚みのある板状や柱状の氷晶ができやすくなります。
また、湿度も重要な要素です。湿度が高いほど水蒸気の量が多くなり、沈着速度も速くなります。そのため、湿度が高い場合は大きく複雑な形の氷晶ができやすくなります。逆に、湿度が低いほど水蒸気の量が少なくなり、沈着速度も遅くなります。そのため、湿度が低い場合は小さく単純な形の氷晶ができやすくなります。
## 雪が降る条件と地域の違い
雪が降るためには、空気中に水蒸気が十分に含まれていることと、地上付近の温度が雪の結晶が溶けない程度に低いことが必要です。これらの条件は、気圧や風向き、地形などによって変わります。
日本では、冬に日本海側で雪が降ることが多いのは、寒冷前線や季節風によって温かく湿った空気が日本海で冷やされて雲を作り、その雲が山岳地帯を越える際に上昇気流を起こして雪を降らせるからです。一方、太平洋側では、山岳地帯を越えた空気は乾燥しており、雲も少なくなります。そのため、雪が降ることは少なくなります。
ただし、太平洋側でも低気圧や寒気の影響で雪が降ることはあります。特に関東地方では、南岸低気圧と呼ばれる低気圧が発生すると、強い北東の風によって寒気が流れ込み、太平洋から水蒸気を含んだ空気も流れ込みます。このとき、関東平野では温度が高くて雨になりますが、山間部では温度が低くて雪になります。この現象を**関東甲信越型降雪**と呼びます。
