「雪の結晶の核」と「人口の雪」に関して

質問

1 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%AA#.E4.BA.BA.E5.B7.A5.E9.9B.AA　
これによると中谷宇吉郎はウサギの毛を「結晶の核」として用いたそうです。
自然界の降雪の場合も「結晶の核」は必要なのですか。必要な場合、何がその役目を果たしているのですか。

2 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%AA　は読んでおきました。
原理からいって、自然界の場合、雪の方が霰や雹よりは作られ易そうで、経験則にも合います。
一方、実験室や工業的には、雪を作り出すのは大変そうではありませんか。この理由は何ですか。低温を保ち水蒸気を送り込んでも雪にならずに氷になってしまうのは何故ですか。

よろしくお願いします。

回答No.2

DexMachina · ベストアンサー

先日のご質問に続いて、お邪魔させて戴きます。

> 低温を保ち水蒸気を送り込んでも雪にならずに氷になってしまうのは何故ですか。

氷に限らず、結晶を大きくさせるにはゆっくり時間をかけてやる必要があります。
(→急冷すると、分子が整列しきれずに固体化するため、単結晶にならなくなる)
大気中では、周囲の大気が、いってみれば断熱材の役割を果たしますので、
長時間一定温度に保たれやすくなります。
一方、人工の環境では、水蒸気を含む空気の近傍には実験器具などの機材や
観察者などが存在するため、上空の大気環境に比べると一定温度に保つのは
難しくなると考えられます。
また、器壁に結露すればその分、空気中の湿度も下がるため、湿度を一定条件に
保つのも難しいはずです。
(→自然の大気中での析出先は、結晶核か先に生成した雪の微結晶しかない)
これらの「気相での環境制御の難しさ」が、人工で雪を作り出すことの難しさの
最大の原因ではないでしょうか。

また、結晶の成長に従って、重力による降下を起こしやすくなります。
このとき、大気中であればその間の高度変化が数十メートル以上あったとしても
障害物が問題になることはありません。
しかし、人工環境中ではそれだけ大規模な装置を確保するのは厳しいですから、
気流を発生させて気相中に留めるといった工夫が必要になります。
しかしこれによって雪の結晶同士が衝突する確率が高くなりますので、このことも
きれいな結晶をつくる妨げになるものと思います。

お礼

そうでした。分子の大きさと香気成分や着色成分との相関については印象に残っています。多分、水仙や蝋梅を見るたびに思い出すでしょう。

主なる要因は適度な湿度と低温といってよいのだと思いますが、これ以外の言わば枝葉の条件を整えることが実は不可能なほどに困難なことがよく分かりました。自然界では絶妙な環境が安定して毎年々々、世界各地で確実に再現されている訳で不思議な思いに駆られます。

>>急冷すると、分子が整列しきれずに固体化するため、単結晶にならなくなる
こういう何故?と、次への発展的な疑問が生じる言葉が入っているのは、刺激的で楽しいです。そのうち新書版の啓蒙書でも読もうという気持ちにさせられます。気持ちが生じるだけで実行しないので困ります。

毎度のことながら有り難うございました。またの機会にもよろしくお願いします。
21日（木）中に何方様からも新たな寄稿がないときは締め切ります。

回答No.1

noname#160321

中谷先生の本は私も読みました。(岩波の復刻版文庫）
空気中の微細な土埃などが核になります。これは雨の場合も同じです。夏の雷雨などの場合雷雲中では氷の結晶であったものが落下途中に融けて大粒の雨になります。

先年ニュージーランドでスキーをする機会がありました。なんと雪の結晶がすべて直方体(実際には六角柱のはず）なのです。美しい結晶になるのは非常に限られた環境の下だけなのです。

お礼

1 の関係
微細な土埃が、大いなる働きをしているのですね。この点は解決しました。そうすると全く清浄な空間では、どうなるのでしょうか。最大級の過冷却の状態が出現しそうですが、やはりどこかの段階で一気に雪化したり氷化したりするのでしょうね。

引き続き2に関しても、どなたかお願いします。
有り難うございました。またの機会にもよろしくお願いします。