人 工 雪     #10

Artificial Snow Crystals

   

-15.5

 

 


1、雪のできかたー基本的な雪を作るの実験ー

気象研究室におせわになることになりました。まず、最初の実験として、研究室内にある装置で、人工雪を作ることになりました。

 

@大型低温箱Dscf0055.jpg (6497 バイト)

私が使ったのは、大型低温箱です。高さ約6,5mの円筒状の箱(ここでは雲箱ということにする)の下に、大型の冷凍庫があります。円筒状の雲箱は、縦に細長い形をしています。冷凍庫とファンを用いて、冷風を円筒場の雲箱内を循環させることにより、密封した雲箱全体を冷却する仕組みになっています。温度制御は、簡単にできダイヤルで、0℃〜ー22℃の領域で変えることができます。ただし、ダイヤルでの温度微調整は難しいです。絶えず冷気が循環するので、雲箱内の温度分布は上部と下部とで安定に保つことができます。温度変動幅は±1℃くらいです。

 

 

A加湿法

雪は氷からできているので、どうしても水蒸気(水)が必要です。そこで、実験開始前に、雲箱内に加湿をします。やり方は簡単で、70〜80℃くらいの湯をセルロースの半透膜の袋に入れ、雲箱の上部から糸を使って雲箱内を往復させます。こうすると、半透膜から出た水蒸気が供給されます。筒内の雲粒(水滴)計は、だいたい6μmです。

ここでの実験は、水蒸気を供給するだけを実験の対象とし、半透膜内の水温、水量、供給時間は問題にしませんでした。

したがって、ここでの実験は、温度による雪の結晶形の変化だけに着目したものとなります。

B種まき方法

雪の結晶は、水蒸気があるだけではできません。結晶化の出発点として、核となるものが必要です。自然界の雪は、海からの海塩粒子などが核として考えられています。

ここでは、ヨウ化銀を用いる方法と、ポリエチレン製気泡玉を用いる方法を取り入れました。

ヨウ化銀の方法では、結晶数は少ないが大きい結晶が期待できます。気泡の方法では、結晶数は多いが小さい結晶が成長することが期待できます。        

C雪の採集

種まき後、しばらくすると、雲箱内に雪がキラキラと降ってきます。それをシャーレ内で冷やしたシリコンオイルで受け止めます。

そして、冷やしたカバーガラスでオイル上に置きます。

D観察

アイスボックス内に置いた顕微鏡で観察します。顕微鏡には、カメラをセットしておきます。

フィルムはトライx(ASA400)を使いました。

E実験の繰り返し

雲箱内の温度をいろいろと変えることで、雪の形がどのように変わるかを調べます。

 

        F各温度における雪の結晶形

温  度

実験の結果

すでにまとめられている

   結晶形

0〜ー3℃ 角板 角板
−3℃〜ー5℃ 角柱 針状 

角板

針状
−5℃〜ー8℃ 針状 角柱 角柱
―8℃〜ー12℃ 角板

広幅六花

角板 扇形
―12℃〜ー16℃ 角板

広幅六花

角板

六花

 

 

広幅六花 樹枝

 

 

−16℃〜ー24℃ 角板 扇形

角板 扇形

角板 扇形
―24℃〜 角柱

 

G実験の結果


―1、5℃

-1,5.jpg (2718 バイト)       Dscf0027.jpg (79914 バイト)


−3℃

-3


−3、5℃

-3.5


ー4、5℃

-4.5


ー5℃

-5


ー7℃

-7


ー8℃

-8      -8-2


ー9、1℃

-9.1


ー10、5℃

-10.5


ー11℃

-11


ー11、5℃

-11.5      -11.5


ー12,5℃

-12.5


ー13、7℃

-13.5


ー14、3℃

-13.5


ー14、5℃

-14.5      -14.5


ー15℃

-15


ー15、5℃

-15.5      -15.5


ー16℃

-16


ー18℃

-18


ー18、5℃

-18.5


ー19℃

-19


ー22℃

-22


 

志賀高原に降る天然雪はもっと微細で綺麗です。

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