雪の面白講座

雪の結晶

雪の結晶にはいろいろな形があります。樹の枝のような結晶はよく知られています。他にも針のような結晶、角板のような結晶、鼓のような結晶、砲弾のような結晶など、2つとして同じ結晶はありません。
雪の結晶
角板 鼓形
角番結晶写真 鼓形写真
広幅(梅花状) 樹枝付角板
梅花状写真 樹枝付角板写真
扇形 羊歯状
扇状結晶写真 羊歯状写真

「天から送られた手紙である」(中谷宇吉郎博士)

雪の結晶は、美しいばかりでなく実に多様な形を持っていて驚かされます。なぜこのように様々な形を持つのでしょうか。
北海道大学の中谷宇吉郎博士は、人工雪を作ることに成功して、それより雪の結晶の形を決めるのは温度と水蒸気の量であることを発見しました。

温度
温度によって成長する結晶面が異なります。
雪結晶は最初は六角柱をしているのですが、その後の温度で角板状になるか角柱状になるかが決まります。

水蒸気の量
水蒸気の量が雪の結晶の形の複雑さを決めます。水蒸気が多いと結晶の辺や角が成長し、より複雑な形になります。
雪の結晶の代表格である樹枝状結晶は、−15℃付近の横方向に成長する温度範囲で成長し、水蒸気の量も多いため枝がよく成長したものです。
中谷ダイヤグラムの概念図
中谷ダイヤグラムの概念図(小林禎作・古川義純 1991)