みんなでパチリ、雪結晶プロジェクト 雲の科学に活用気象庁 気象研究所 荒木健太郎(3)

ナショナルジオグラフィック日本版

霜の結晶。霜の大きさは、わずか1~数ミリメートルほど(写真提供:荒木健太郎)
文筆家・川端裕人氏がナショナル ジオグラフィック日本版サイトで連載中の「『研究室』に行ってみた。」は、知の最先端をゆく人物に専門分野の魅力などを聞く人気コラムです。今回転載するのは、アニメ映画「天気の子」(2019年公開)の気象監修を務めた荒木健太郎さんが「雲の科学」を語るシリーズ。夏にはちょっと涼しい雪の結晶の話題から、危険な集中豪雨をもたらす積乱雲の予測まで、美しい画像とともに解説してくれます。

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それでは、この「市民科学」の成果は今のところどうなのだろう。

2016-17年の冬が初実施なので、まだ1シーズン分のデータしかないのだが、それでも7000件以上。それらを分析することでどんなことが分かってくるだろうか。

「まず最初に、2016年11月の降雪についても結果をまとめた論文が3月に出ます。これ、覚えてらっしゃるかと思いますが、観測史上一番早い都心の積雪で、メディアも数日前から雪の可能性をとりあげて社会的な関心も高かったものです。おかげで、雪の結晶の観察を呼びかけると多くの人たちが応じてくださいました」

1875年に統計開始以来、東京ではじめての11月の降雪として大いに話題になったし、実際に「予報が当たった」事例でもあって、印象が深い。

2016年に「#関東雪結晶 プロジェクト」をスタートさせた荒木健太郎さん。関東甲信で雪が降った時に結晶をスマホで撮影して、「#関東雪結晶」というハッシュタグで投稿するよう市民に呼びかけた「市民科学」型の研究活動だ

「この時は、南岸低気圧が発達初期の段階での雪だったんです。普通、温帯低気圧を伴う雪は、上空のかなり高いところで雲が成長するので、低温型結晶という、たとえば『交差角板』と呼ばれるような結晶が多いといわれていたんです。アメリカ東海岸での研究ですけど、低気圧の北側の中心から離れた位置では低温型結晶が卓越すると。でも、16年11月の関東の積雪では、朝8時から9時の時点で、そういうものが全然なかったんですね。むしろ、比較的温かくてかつ湿った環境で成長する樹枝状結晶などが多かったんです」

雪の結晶の分類についは、2013年に日本雪氷学会が考案した「グローバル分類」を使っている。雪の結晶ができる時の温度や、空気中の水蒸気量によってどのような形になるかは「小林ダイヤグラム」というものがある。

小林ダイヤグラム。荒木健太郎著『雲を愛する技術』(光文社新書)より

小林ダイヤグラムの横軸は温度で、16年11月の雪は、朝の段階で樹枝状結晶という、雪の成長環境としては比較的温かいマイナス10度からマイナス20度くらいの湿った空気の中で成長したものだと分かった。つまり、地上に落ちてきた雪の形を見るだけで、雪の結晶が成長した雲の中の気温や水蒸気量が分かるのである。

それだけではない。時間経過まで明らかになる。

「その日、お昼、11時から12時くらいになってきますと、関東南部を中心に別のタイプの結晶、針状結晶などがでてきました。これは、さらに温度が高いマイナス4度からマイナス10度で、やはり湿った環境でできるものです。それと、雲粒が凍って付着した結晶も見られるようになります。雪の結晶が成長する雲の温度が上がって、かつ上空に、過冷却の水雲が存在するようになったということです」

針状の結晶は、雪の結晶の成長環境としてはかなり高温多湿(と書くと暑そうだが、それでも当然氷点下)なところで成長するもの。そして、雪の結晶にもこもこした雲粒が凍ってくっついているのは、過冷却の水がある環境を落ちてきたから。雪の結晶を見るだけで、雲の中の様子がかなり見えてきた! 本当に「天からの手紙」とはよく言ったものだ。それも空間的な分布、そして時間的な変化を追えるとなるとかなり強力な観測手段になる。

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