雪の結晶にはなぜいろいろあるの？
- (2009/12/18)
- カテゴリー: 2009winter
雪の結晶と聞いてまず思い浮かべるのは、樹枝状の結晶ですよね。でも雪の結晶は実に様々な形をしているのです。どうしてこんなにもたくさんの形の結晶があるのでしょうか。
実は、結晶の形を決めるのは、雪が育った環境の温度と水蒸気量。温度が下がっていくと、板状-柱状-板状-柱状のように交互に結晶の形が変化していきます。一方、水蒸気量が増えていくと、板状や柱状の結晶の6角のとがった部分が伸び、複雑に枝を張っていくようになります。
樹枝状結晶が出来るのはだいたい－10℃から－20℃、水蒸気量20%の前後のときで、その範囲を超えると六角柱や棒状の結晶もできるようになるそうです。
雪の結晶は基本的に、水分子の水素結合の配置によって六角形になりますが、中には三角形の結晶が出来ることがあります。このほど、プレプリント・サーバー[学術雑誌に掲載される前の論文の公開に使用されるサーバー]の『arXiv』に発表された雪の結晶の形成に関する最新研究によると、三角形の結晶が出来るのは、空気力学の作用によるものだということが分かりました。
[Image credit: Kenneth Libbrecht WIRED VISIONより転載]
地上へと降りる途中の雪の結晶は、地面に対して並行になっているとは限りません。たとえば塵の粒子の影響などによって結晶の一辺だけ上方に傾いたとします。すると、下方を向いたほうの辺が、吹いてくる風の影響を受けて三角形の一角に成長していきます。一方、上方に傾いた一辺は平たく伸びていくのです。こうして、6辺が全て等しい六角形から、辺の長さに差が生じることで三角形の形状が生まれていくのです。
上空で雪が出来て私たちのもとに降り注ぐまで、雪の結晶は環境条件に応じて千差万別に形を変えるんですね。
目に見えないところでも、実は色々な変化が起きているのです。
次回は、「スケート靴だとすいすい滑れるのはなぜ？」です。お楽しみに☆
実は、結晶の形を決めるのは、雪が育った環境の温度と水蒸気量。温度が下がっていくと、板状-柱状-板状-柱状のように交互に結晶の形が変化していきます。一方、水蒸気量が増えていくと、板状や柱状の結晶の6角のとがった部分が伸び、複雑に枝を張っていくようになります。
樹枝状結晶が出来るのはだいたい－10℃から－20℃、水蒸気量20%の前後のときで、その範囲を超えると六角柱や棒状の結晶もできるようになるそうです。
雪の結晶は基本的に、水分子の水素結合の配置によって六角形になりますが、中には三角形の結晶が出来ることがあります。このほど、プレプリント・サーバー[学術雑誌に掲載される前の論文の公開に使用されるサーバー]の『arXiv』に発表された雪の結晶の形成に関する最新研究によると、三角形の結晶が出来るのは、空気力学の作用によるものだということが分かりました。
[Image credit: Kenneth Libbrecht WIRED VISIONより転載]
地上へと降りる途中の雪の結晶は、地面に対して並行になっているとは限りません。たとえば塵の粒子の影響などによって結晶の一辺だけ上方に傾いたとします。すると、下方を向いたほうの辺が、吹いてくる風の影響を受けて三角形の一角に成長していきます。一方、上方に傾いた一辺は平たく伸びていくのです。こうして、6辺が全て等しい六角形から、辺の長さに差が生じることで三角形の形状が生まれていくのです。
上空で雪が出来て私たちのもとに降り注ぐまで、雪の結晶は環境条件に応じて千差万別に形を変えるんですね。
目に見えないところでも、実は色々な変化が起きているのです。
次回は、「スケート靴だとすいすい滑れるのはなぜ？」です。お楽しみに☆
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