学校日記

霜柱立つ

公開日
2014/12/03
更新日
2014/12/03

三小の自然

 今日12月3日(水)の朝の気温は氷点下3度まで冷えました。霜柱の成長具合はどうかなと見に行ってみると,ありました。5mmほどに伸びていました。
 氷も張っていて,厚さがこれまた,5mmありました。子どもたちの格好の遊ぶ材料になったようで,割れた氷が近くに散乱していました。

 ここから先は,霜柱に興味のある方のみ,読み進んでください。

 以前霜の話をしました。霜は空気中の水蒸気が0度以下のものに触れて昇華して氷になることでした。
 霜柱はというと,仕組みが違います。アスファルトの上に霜が降りても霜柱はできません。砂場に霜が降りてもやはり霜柱はできません。踏み固められた運動場に霜が降りてもやっぱり霜柱はできません。ということで,仮に粘土があれば,粘土の上に霜が降りても霜柱は…?そう,できません。
 霜柱はどこにある水分からできているのでしょうか。霜柱のもととなる水分は,土の中にあります。適度に水を吸い込み,そして,ある程度溜めておける土です。その点からすると,アスファルトは吸い込みませんし,砂は溜めておけませんので外れてしまうことがお分かりいただけると思います。次に,浸み込んだ地中の水が毛管現象(雑巾やティッシュペーパーなどの端を水に浸しておくと重力に逆らって水が浸み上がってくる現象)によって戻れる土です。粘土や踏み固めた土はしっかり詰まっているために,砂は隙間が荒すぎるために毛管現象が起こりにくいのです。
 ではいよいよ柱のでき方です。実は原理が完全にはわかっていないそうです。地表面の水は冷やされて凍ります。氷ができたことで表面の液体の水が減り,地中の水が補充するかのように浸み上がってきます。そして表面に来た水が同じように冷やされて凍ります。この時,先に凍った水を押し上げて凍るのです。これが繰り返され,柱状に地表に伸びあがって霜柱となるのです。ですから,地中に水がたくさん溜められていて,地表面温度が低ければ低いほど背の高い霜柱ができるということになります。(ただし,地中も氷点下になると全体が凍ってしまいますから,毛管現象が起こらなくなってしまいます。凍土状態になったということです。)
 最後に,この柱の形をよく見てください。六角柱になっていますよ。前回の初氷でも六角形で放射状に凍ることを,雪も六角形が基本ですよね。意味があるのでしょうか…。