「雪が降るのは0℃以下のとき」と考えがちですが、実際には地上の気温が0℃を少し上回っていても雪が降ることがあります。逆に、地上付近がかなり寒くても、上空の暖かい層を通った降水が雨や凍る雨になる場合があります。
結論からいうと、雪として地上に届くかどうかは、地上の一点の気温ではなく、雲から地上までの空気の温度構造と湿り具合の中を雪片がどう通過するかで決まるからです。気温は雪を「作る条件」だけでなく、できた雪を途中で融かすか、雪のまま残すかを左右します。
雪は上空から地上まで長い距離を落ちてくる
気象庁によると、夏の一時期を除けば、上空の雲の中で作られる降水は一般に雪として始まります。その雪が融けずに地上まで届けば雪、途中で融け切れば雨として観測されます。
つまり「今、地上で何℃か」だけを見るのでは不十分です。雪片が雲を出てから地上に着くまでに通る、数百〜数千メートルにわたる空気の状態を考える必要があります。
重要なのは気温の「縦の分布」
空気の温度は高さによって同じではありません。地上は0℃近くでも、その上に0℃を上回る暖かい層が挟まることがあります。反対に、地上より上空のほうがずっと冷たいこともあります。
気象庁は南岸低気圧による雪の予測について、地上から上空まで全層が氷点下なら雪のまま落ちやすい一方、途中にプラスの気温の層があると雨雪の判断が難しくなると説明しています。
暖かい層を通ると雪片は融ける
雪片が0℃より暖かい空気の中へ入ると、周囲から熱を受け取って融け始めます。暖かい層が十分に厚ければ、雪片は落下中に完全に融け、水滴になります。
一方、暖かい層がごく薄かったり、温度がわずかに0℃を上回る程度だったりすると、雪片が完全には融けないことがあります。米国国立気象局も、浅く弱い融解層なら湿った雪が地上まで届き得ると解説しています。
「0℃」は地上の雨雪を分ける絶対線ではない
水の融点が約0℃だからといって、地上気温0℃を境に降水が機械的に雨と雪へ分かれるわけではありません。雪片は落下しながら熱を受け取り、その大きさや落下速度、通過する層の厚さなどによって融け方が変わります。
そのため、地上が0℃より少し高くても、上空から地上近くまで冷たい空気が続いていれば雪が残ることがあります。雪の予測で見るべきなのは一つの温度ではなく、雪片が通過する経路全体です。
湿度も気温の働き方を変える
乾いた空気の中へ降水が落ちてくると、水分の蒸発や氷の昇華が起こり、その際に周囲から熱が奪われます。これによって空気や降水粒子が冷やされ、雪が融けにくくなることがあります。
したがって、同じ地上気温でも湿度が違えば雨雪の境目は同じになりません。気温は単独で働くのではなく、湿度と組み合わさって雪片の熱収支を変えています。
降り始めてから気温が下がることもある
乾いた空気に雨や雪が降り始めると、蒸発や昇華による冷却で空気の温度が下がることがあります。このため、降水開始前には雨になりそうな気温でも、降り続くうちに気温が低下し、みぞれや雪へ変わることがあります。
雪の気温条件は、降り始める前から固定されているのではなく、降水そのものによって変化する場合があるのです。
暖気の入り方が少し変わるだけでも雨雪は変わる
南岸低気圧のような場面では、低気圧から流れ込む暖かい空気の位置や強さが少し変わるだけで、0℃前後の層の厚さや高さが変化します。すると同じ地域でも雨、みぞれ、雪の境界が動きます。
気象庁が太平洋側の雪予想を難しい現象として挙げているのは、降水量だけでなく、地上から上空までの気温の鉛直・水平方向の分布を精密に予測する必要があるためです。
雪になる条件と「積もる条件」は別
空中で雪のまま地上へ届いても、必ず積雪になるとは限りません。地面や道路の温度が高ければ、落ちた雪はすぐ融けます。日射や地面に蓄えられた熱、降雪の強さなども積もり方を左右します。
したがって、「雪として降るか」と「雪が積もるか」は分けて考える必要があります。前者は主に雪片が通る大気の温度・湿度構造、後者はそれに加えて地表面の状態や降雪量にも強く左右されます。
「なぜ気温によって雪になったり雨になったりするのか？」との違いは「雨雪の結果」ではなく「気温構造」にある
なぜ気温によって雪になったり雨になったりするのか？では、雪片が融けることで雪・みぞれ・雨へ変わるという雨雪判別を中心に扱っています。
この記事では、そこから焦点を絞り、なぜ雪を考えるときに地上気温だけでは足りず、上空から地上までの気温の縦構造を見る必要があるのかを中心に説明しています。気温を一つの数字ではなく、大気中に連続する「層」として捉えることがポイントです。
天気予報では大気全体の温度場を見る
雪の予測では、地上観測だけでなく、数値予報などから上空の気温や湿度、0℃付近の高度、暖気・寒気の流れ込みを確認します。どの高さに融けやすい層があり、それがどれほど厚いかを見なければ、地上の降水形態を適切に判断できないためです。
さらに実際の大気は三次元的で、低気圧の進路や地形によって温度分布も変わります。雪の予報が数℃にも満たない温度差に敏感なのは、この立体的な温度構造が雪片の状態を左右するからです。
まとめ
雪が降るときの気温を地上だけで判断できないのは、雪片が雲から地上まで落ちる途中で、さまざまな温度の空気の層を通過するからです。
暖かい層が厚ければ雪は融けやすく、冷たい層が続けば雪のまま届きやすくなります。さらに湿度による蒸発・昇華の冷却や、暖気・寒気の流れ込みによって温度構造自体も変化します。
つまり、雪と気温の仕組みを理解する鍵は、地上の一つの気温ではなく、上空から地上までの「気温の縦構造」と湿度を一体として見ることです。
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