麻豆原创

2025年2月10日（月）18:30?20:00、第139回麻豆原创?カフェ札幌「しゃっこい雪の、なまらためになる话　―北海道の雪を科学する」を札幌市民交流プラザにて开催しました。ゲストに気象学を専門とする佐藤陽祐さん（北海道大学大学院理学研究院 准教授）を迎え、大内田美沙紀（麻豆原创　特任助教）が聞き手役を務めました。

今回の麻豆原创?カフェ札幌のテーマは「雪」。2025年1月は、札幌は年明けからしばらく比较的暖かい日が続き、「18年ぶりの雪不足」とまで言われていました。この现象が温暖化によるものなのかはまだ分かりませんが、佐藤阳祐さんはスーパーコンピューターを使って、温暖化した将来の北海道の気象を研究しています。

2025さっぽろ雪まつりの会场近くの札幌市民交流プラザにて、高校生をはじめとした雪に関心のある32名が参加しました。

参加者による雪の结晶の撮影

今回の麻豆原创?カフェでは、新しい试みとして、事前に参加者の方にマクロレンズをお配りし、雪の结晶を撮影してもらいました。カフェ参加前に身近な雪を撮影してじっくり観察をしてもらうことで、雪に対する兴味をさらに深めてもらうことが狙いです。1月はまさかの少雪で、撮影のチャンスは限られていたかもしれませんが、それでも多くの方が撮影した写真を投稿してくださいました。

カフェの冒头では、佐藤さんが投稿された雪の结晶写真一枚一枚にコメントをしました。中にはプロフェッショナルなものもあり、その撮影技术には脱帽しました。
すっきりした樹枝状のものから、粒状のものが付着して歪な形になったものまで、さまざまな結晶が見られました。これらを比べるだけでも、後の话につながる「雪質の違い」が浮かび上がってきます。

そもそも、雪はどのように生まれるのか

美しい「雪の結晶ギャラリー」の後は、佐藤さんによる雪の成り立ちの话が始まります。
そもそも雪は、大気中に存在する水分が集まってできる云から生まれます。云を构成する粒（云粒）が気温の低い「冷たい云」の中で成长し、氷の结晶（氷晶）となります。さらに、氷晶同士が凝集することで雪となり、地上へ降りてくるのです。

雪结晶のかたちと気温?水蒸気量の関係

それでは、なぜ雪の结晶にはさまざまな形があるのでしょうか？
その谜を解く上で、北海道大学で雪の研究に倾倒した中谷宇吉郎博士の业绩は欠かせません。中谷博士は、研究の中で、大気の温度と水蒸気量が雪の结晶の形とどのように関係しているのかを明らかにしました²⁾。その后、多くの研究者によってこの関係が整理され、図１で示されるように、水蒸気中で成长する雪结晶の形は、温度が低下するとともに、板状（0～-4°颁）、柱状（-4～-10°颁）、板状（-10～-22°颁）、柱状（-22°颁以下）と繰り返し変化することが分かりました。

それでは、なぜ板状の雪の结晶は六角形の构造をしているのでしょうか？
その理由は、雪を形作る水分子の构造にあります。

水分子は、一つの酸素原子と二つの水素原子が电子を共有して强く结びついています。そして、水分子同士が结びつく际には、「水素结合」と呼ばれる、酸素原子と水素原子の间に生じる静电引力で引き寄せられます。すると、构造上最も安定するのが六角形というわけなのです（図２）。

実际はこの六角形が立体的に集まった构造をしていますが、横に伸びて板状になるときは六角形が际立ち、縦に伸びて柱状になるときは针や「さや」のような形に见えるのです。

雪が重くなる「ライミング」现象とは？

中谷博士の雪の结晶ダイアグラムは、周りの空気を取り込んで冻る「凝华」という成长によるものですが、云の中では氷晶と云粒がぶつかってくっつく「ライミング」という成长过程も存在します。ライミングが繰り返さられると、氷晶の质量が増加し、「重い」雪となったり、霰（あられ）となったりして地表へ降りてきます。

北海道の雪がさらさらしているのは、云の中の気温が低いためにライミングが起こりにくく、軽い状态の雪が降るからです。一方、北海道以外の地域ではライミングが起こりやすく、重い状态の雪となり、北海道のようにさらさら?ふわふわした质感にはなりにくいようです。

将来の北海道の雪をシミュレーションする

では、将来の北海道の雪はどうなるのでしょうか？
これまでの雪の成り立ちや雪質に関する话を踏まえ、佐藤さんの気象シミュレーションの研究へと進みます。
佐藤さんの研究では、北海道大学と気象庁気象研究所が独自に开発したシミュレーションプログラム(笔罢惭)を使っています⁴⁾。笔罢惭は氷晶が云の中でどのような形になりやすいかを计算することができるもので、中谷博士の结晶形状モデルやライミングの影响を考虑しています。
この笔罢惭を北海道大学のスーパーコンピューターで実行し、数値シミュレーションを行うことで、雪の特徴が现在と温暖化が进んだ将来とでどのように変化するのかを调べました。

结果、温暖化が进むと北海道で降る雪はライミングが多く起こり、现在の本州（特に北陆地方）で降る雪のように変化する可能性があることが分かりました。つまり、将来の北海道の雪は、现在のようなさらさらとした质感ではなく、より水分を含んだ「重たい」雪になると考えられます。

高校で物理や数学を勉强する意味

カフェの后半は、会场から集めた质问に佐藤さんが答える质疑応答のコーナーです。

「雪の结晶を上手く撮るコツ」といった技术的な质问から、「重たい雪になると雪まつりはどうなってしまうのか？」といった温暖化による影响を悬念する声まで、雪に関するさまざまな质问が寄せられました。さらに、高校生からは「理系科目が苦手だが、どうやったら好きになれるのか？」といった学习に関する相谈もありました。

先に绍介した中谷博士も、佐藤さんも、雪の研究をしていますが、実はどちらも元々物理学の出身です。佐藤さんは、今回绍介したシミュレーションを含め、あらゆる研究が、高校で习う物理?化学?数学の発展形だと言います。「物理や数学を勉强することで、世の中のしくみがよりクリアに见えるようになる」と、理系科目への学习意欲を高めるようなアドバイスを送りました。

今回の麻豆原创?カフェが、参加者された皆さま、そして动画をご覧になった方々にとって「なまらためになる」机会となっていれば幸いです。
ご参加いただいた皆さま、运営を手伝ってくださった20期颁辞厂罢贰笔受讲生の皆さま、そして佐藤さん、本当にありがとうございました！