同じ雪国でも、ある日はさらさらした軽い粉雪が降り、別の日には湿って重い雪になります。さらに、降った直後は粉雪だった雪が、時間がたつと締まり、表面が硬くなったり湿った雪へ変わったりすることもあります。
結論からいうと、粉雪のできやすさが季節や天候によって変わるのは、降雪時の気温と水分条件だけでなく、降った後の気温、風、圧密、日射、融解・再凍結などが雪の密度や含水状態を変え続けるためです。粉雪は固定した雪の種類ではなく、低温で乾いた条件のもとで現れやすく、その後の環境によって性質を変える雪の状態です。
粉雪は「乾いた新しい雪」の状態
National Snow and Ice Data Centerは、powder snowを、乾いていて新しく、ゆるい氷結晶からなる雪として説明しています。
つまり粉雪は、雪とは別の物質ではありません。新しく降った雪のうち、液体の水をほとんど含まず、結晶同士の結びつきが弱く、空気を多く含んだ低密度の状態を指します。
まず降雪時の気温が粉雪になりやすさを左右する
気温が十分に低いと、雪片は地上へ落ちる途中や着地後に融けにくくなります。
液体の水がほとんど生じなければ、雪粒同士は強く貼り付きにくく、さらさらした状態を保ちやすくなります。反対に0℃に近い環境では、雪の一部が融けて粒同士がまとまりやすくなり、湿った重い雪へ近づきます。
ただし「寒いほど必ず粉雪」ではない
雪が降るには、低温だけでなく大気中の水蒸気も必要です。NSIDCは、降雪には低温と大気中の水分の両方が必要だと説明しています。
非常に寒くても乾燥しすぎていれば、そもそも雪雲が十分に発達せず、まとまった降雪にならないことがあります。粉雪になりやすさは、寒さと水蒸気供給の組み合わせで決まります。
初冬は粉雪になりにくい日が多いことがある
冬の初めは、地面や下層大気がまだ比較的暖かいことがあります。
上空では雪ができていても、地上近くで一部が融けたり、着地後に地面の熱で湿ったりすると、軽い粉雪の状態は保たれにくくなります。
真冬の寒波では粉雪が現れやすくなる
強い寒気に覆われる真冬は、地上から上空まで低温になりやすく、雪が融けにくい環境になります。
このため、新しく降った雪は水分を含みにくく、低密度でさらさらした状態を保ちやすくなります。特に内陸や高標高の寒冷地では、粉雪が続きやすいことがあります。
春先は粉雪が長く残りにくい
春が近づくと日射が強まり、日中の気温も上がりやすくなります。
朝に乾いた雪が降っても、昼には雪面が暖められて一部が融け、粒同士がくっつきやすくなることがあります。季節が進むほど「降った瞬間は粉雪でも、その状態を長く保ちにくい」日が増えます。
同じ真冬でも低気圧の通り方で雪質は変わる
真冬だからといって、毎回同じ粉雪になるわけではありません。
低気圧のコースや暖気の入り方によって地上付近の気温が高くなれば、真冬でも湿った雪になることがあります。逆に寒気が強ければ、同じ地域でも乾いた粉雪が増えます。
海からの水蒸気供給も重要
日本海側では、冬の季節風が比較的暖かい日本海から熱と水蒸気を受け取り、雪雲を発達させます。
海から水蒸気を十分に得ながら、地上付近まで低温が保たれると、降雪量が多くても乾いた軽い雪になることがあります。一方、沿岸部で気温が高めなら、同じ雪雲でも湿雪になりやすくなります。
風は粉雪を動かし、性質も変える
粉雪は軽く、粒同士の結びつきも弱いため、風で吹き飛ばされやすい性質があります。
風で運ばれた雪粒は互いに衝突して枝が折れ、細かくなります。そして吹きだまりに堆積すると、風圧によって締め固められ、降った直後のふわふわした状態から変化していきます。
風が強いから粉雪になるわけではない
風は粉雪を作る直接の原因ではありません。粉雪そのものは主に低温で乾いた降雪条件によって生じます。
風は、できた粉雪を移動させたり、表面を削ったり、吹きだまりへ集めたりすることで、その後の密度や硬さを変える役割を持ちます。
降ったばかりの粉雪も時間とともに沈む
新雪の層には多くの空気が含まれています。しかし、その上へさらに雪が積もると、自重によって下の雪は圧縮されます。
雪粒同士の接触面も増え、時間がたつほど積雪は締まっていきます。そのため、粉雪は何日も同じ低密度のまま残るわけではありません。
圧密が進むと「さらさら感」は弱くなる
雪が圧密すると、単位体積あたりの氷の量が増え、空気のすき間が減ります。
その結果、降った直後の軽さや崩れやすさは失われ、しまり雪に近い状態へ変化します。積雪深が減っていても、すべて融けたのではなく、圧密で密度が高くなっただけの場合があります。
雪粒の形も時間とともに変わる
積雪の中では、鋭い枝を持つ新雪の結晶がそのまま保存され続けるわけではありません。
水蒸気の移動や温度差によって雪粒は丸みを帯び、粒同士の結合も変化します。NSIDCも、積雪は気象条件が変わると性質を変えると説明しています。
日射が当たると粉雪は変化しやすい
晴れた日は、雪面が太陽からエネルギーを受け取ります。
気温が氷点下でも、強い日射によって雪面温度が上がると、表面付近の雪質が変化することがあります。南向き斜面では北向き斜面より早く粉雪感を失う場合があります。
雪面が0℃に近づくと湿りやすくなる
積雪が熱を受け取り続けて0℃へ近づくと、さらに受け取った熱は氷を融かすために使われます。
少量でも液体の水が生じると、雪粒同士はまとまりやすくなります。乾いた粉雪から湿った雪への変化は、この含水状態の変化と深く関係しています。
雨が降ると粉雪は急速に失われる
雪の上へ雨が降ると、液体の水が直接積雪へ入ります。
雨水は雪粒の間へ浸透し、雪を湿らせ、密度や結びつきを変えます。そのため粉雪のような乾いた状態は短時間で失われることがあります。
暖気のあとに再び寒くなっても元の粉雪には戻らない
いったん融けた雪が再び凍ると、氷の粒や硬い層になります。
これは新しく降った粉雪とは異なる状態です。気温が下がったからといって、湿って固まった雪がそのまま元のふわふわした粉雪へ戻るわけではありません。
新しい降雪があれば粉雪の層が再びできる
一方、暖気のあとに寒気が戻り、低温で乾いた雪が新たに降れば、古い硬い雪の上に再び粉雪の層ができます。
このように、一つの冬の中でも「粉雪が増える→締まる→湿る→新しい粉雪が積もる」という変化を何度も繰り返します。
標高によって粉雪を保てる時間も変わる
標高の高い場所は一般に気温が低いため、低地より融雪しにくく、乾いた雪を保ちやすい傾向があります。
そのため同じ降雪のあとでも、麓ではすぐ湿った雪へ変わる一方、山の上では粉雪の状態が長く続くことがあります。
斜面の向きでも変化速度は違う
北半球では、一般に南向き斜面のほうが日射を受けやすく、雪面が暖まりやすくなります。
同じ標高・同じ降雪でも、南向き斜面では粉雪が早く変化し、日陰の斜面では乾いた状態が長く残ることがあります。
木陰や森林では日射が弱くなる
樹木は日射を遮るため、開けた斜面より雪面の加熱を抑えることがあります。
ただし森林では風の弱まりや長波放射など別の影響も加わるため、粉雪の保存状態は単純に「森なら長持ち」とは決まりません。
同じ気温でも新雪の密度は違う
NSIDCは、新雪の水分量と雪の深さの比が、結晶構造、風速、気温などの気象条件によって大きく変わると説明しています。
つまり、同じ−5℃でも、どのような雪結晶ができたか、風がどの程度強かったかによって、降った雪の密度や粉雪らしさは変わります。
W00705との違いは「なぜ粉雪になるか」ではなく「なぜ状態が変わるか」
なぜ寒く乾いたときは軽い粉雪になりやすいのか？では、低温・乾燥によって雪が融けにくく、液体の水を含まず、低密度でさらさらした状態になる基本的な原因を説明しました。
本記事ではその先を扱い、季節や天候の変化によって、その低温・乾燥条件が成立したり崩れたりし、さらに降った後の圧密・風・日射・融雪で粉雪の状態が変わる理由を説明します。
W00734との違いは「積雪全体」ではなく「粉雪という状態」
なぜ積雪の深さや雪質は季節や天候によって変わるのか？では、積雪全体の深さ、密度、雪質、含水状態が冬の間にどう変化するかを整理しました。
W00735ではその中でも、低密度で乾いた新雪という粉雪の状態に絞り、どの条件で現れやすく、どの条件で失われやすいかを中心に説明します。
「真冬ならいつでも粉雪」ではない
真冬でも暖気が入り、気温が0℃に近づけば湿雪になりやすくなります。
また、強風で吹き固められたり、日射を受けたりすれば、気温が低くても降った直後の粉雪らしさは弱まります。季節だけで雪質を決めることはできません。
「粉雪はずっと粉雪のまま」でもない
粉雪は、降った瞬間の状態を永久に保つものではありません。
時間がたてば圧密し、雪粒は変態し、暖かくなれば湿ります。粉雪という言葉は、ある時点の雪の状態を表すものと考えるほうが実態に近いでしょう。
まとめ
粉雪のできやすさが季節や天候によって変わるのは、低温・乾燥という条件がいつも同じではなく、さらに降った後の雪が圧密、風、日射、暖気、雨、融解・再凍結によって変化するためです。
真冬の強い寒気では乾いた粉雪が現れやすく、春先や暖気流入時には湿った雪へ変わりやすくなります。降った後も、時間とともに密度が増し、粉雪らしさは失われていきます。
つまり、粉雪の季節変化とは、雪が「粉雪という種類」に固定されているのではなく、その時々の気温・水分・風・熱の条件によって、乾いた低密度の状態になったり、別の雪質へ変わったりすることなのです。
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