現在、少しずつ解説・写真を充実させています。 黄色文字で示した分類について、解説と写真を載せています。 勉強不足で、説明が足りない部分があるとは思いますが、お許しください。

基本的に自宅の庭で観察したものです。新潟市の海岸そばにあるのですが、氷点下になることが少なく、なかなか撮影チャンスがありません。 そのため、山へドライブなどに出かけた時も雪が降っていればなるべく観察しています。

雪結晶の分類について

雪結晶の名称は、雪結晶の一般分類(Magono and Lee,1966)によります。

雪結晶の分類は右のように 3 階層になっていて、記号は大分類-中分類-小分類と続けて書きます。

<例>N 針状結晶、N1 単なる針、N1a 単針

大分類

中分類

小分類

※観察頻度については、(多い←)頻・多・普・少・希(→少ない)で表現しています。

天然の雪結晶

N 針状結晶

N1. 単なる針

-4℃〜-10℃で水蒸気量が多いと六角柱が細長く成長します。単なる針のグループは、細長く伸びた六角柱の雪結晶のうち単結晶のものです。


N1a. 単針

観察頻度:少

とても細長く伸びた六角柱の雪結晶です。 太さは 0.1 o に満たないのに長さは 1 o を越え、肉眼でも短い毛のように見えます。

単針
N1b. 束状針

観察頻度:稀

N1c. 単鞘

観察頻度:稀

N1d. 束状鞘

観察頻度:稀

角柱が長く成長する条件の時、六角柱の頂点から細い角柱が不均等に伸びると、複数の細長い角柱が束になったような雪結晶となります。 束状針は細長い角柱の底面なく、こちらは底面ができていることで両社を区別しています。

束状鞘
束状鞘
N1e. 針状角柱(未観測)

N2. 針状結晶組合せ

針や鞘結晶が少数重なり合ったものです。

N2a. 針組合せ

観察頻度:普

単針 N1aが少数重なり合って降ってきたものです。

写真の例は多数の単針が重なっている、単針の雪片(せっぺん)です。 左下の写真では白っぽいものが混ざっていますが、それは雲粒付針状結晶 R1a です。 2枚目写真中の記号はそれぞれの雪結晶の分類です。

針組合せ(雪片) 針状角柱組合せ
針組合せ(雪片)
N2b. 鞘組合せ(未観測)

鞘結晶がいくつか組み合わさった雪片です。

N2c. 針状角柱組合せ

観察頻度:少

針状結晶がいくつか組み合わさった雪片です。

C 角柱状結晶

C1. 単なる角柱

針状結晶よりは短い六角柱状の雪結晶です。-4℃〜-10℃で針状結晶より水蒸気量が少ない場合に見られます。

C1a. ピラミッド(未観測)

三角錐、六角錐の形をした雪結晶ですが、サイズが小さく、雪結晶が融けてしまいやすい場所ではまず観察できないと思います。

C1b. 盃(未観測)
C1c. 無垢砲弾(未観測)

C1d. 中空砲弾

観察頻度:少

物騒な名前がついていますが、形を見て納得の雪結晶です。後に出てくる砲弾集合C2aが分離してできるものです。

六角柱の片端がとがっている形をしていて、イメージとしては水晶の結晶ですが、中身が詰まっていない骸晶構造となっています。 中身が詰まっている場合は無垢砲弾C1cと呼びますが、まだ観察したことがありません。

中空砲弾・砲弾集合

C1e. 無垢角柱

観察頻度:稀

シンプルな六角柱の雪結晶です比較的水蒸気量が少ない場合にできます。 新潟では単独で降ってくることは稀なようです。無垢といっても中に気泡を含むものが多いようです。 右の写真は雪片を低温室内に持ち込み、針を使って分離したものです。 偏光板を通してみているので色がついています。

無垢角柱
無垢角柱

C1f. 中空角柱

観察頻度:普

中空角柱

左のイラストのように、六角柱の底面(六角形の面)2か所が大きく凹んだ結晶です。

無垢角柱よりも水蒸気が多い環境ではこのタイプになります。さらに多くなると骸晶になります。

中空角柱
C1g. 無垢厚板(未観測)

C1h. 骸晶

観察頻度:少

六角柱の辺や角が優先的に成長した結果、面の中央ほど凹んだ形になったものです。 何段にもくぼんでいるので、反射光で写真に撮ると白くので無垢角柱とすぐに区別できます。

骸晶
C1i. 渦巻き(未観測)

C2. 角柱組合せ

角柱状結晶が放射状に向き合っってできたものです。

C2a. 砲弾集合

観察頻度:少

無垢砲弾C1cや中空砲弾C1dがお互いにとがったほうを向けてくっついているものです。4個くっついているものが多いようですが、 2個のものや6個以上のものもあります。

砲弾集合
砲弾集合
C2b. 角柱集合(準備中)

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P 板状結晶

P1. 正規六花

気温が-10〜-20の間では、氷の結晶は六角形の板状に成長しやすくなります。 水蒸気量が少ないと単純な六角形ですが、水蒸気量多くなるとたくさんの枝が伸びるようになります。

P1a. 角板

観察頻度:普

六角形の板状の雪結晶です。板状結晶の中ではもっとも単純な形です。 水蒸気量が少ないと厚く、多くなると薄く大きくなります。

角板 角板 角板 角板 角板
角板

P1b. 扇形

観察頻度:少

6本の枝が幅いっぱいに広がって、まるで六枚の扇が並んでいるような姿をした雪結晶です。

扇形
扇形

P1c. 広幅六花

観察頻度:普

その名のとおり、枝の幅が広い六花の雪結晶です。 枝の先は六角形の辺(柱面)が出来ていることで星状六花や普通樹枝と区別します。


広幅六花
広幅六花

P1d. 星状六花

観察頻度:普

中心からのびる六本の主枝のみが成長し、側枝がほとんど目立たない六花の雪結晶です。 扇形や広幅六花よりは成長速度が速く、直径も2〜3oのものが見られます。

とても短い側枝のが見られることがありますが、それらは扇形や広幅になっています。 人工雪結晶の成長実験でその様子を見ることができます。

星状六花

P1e. 普通樹枝

観察頻度:普

雪結晶といえば樹枝状結晶を思い浮かべるのではと思います。 樹枝状結晶は、いくつかの雪結晶の総称で、細かな枝がそこそこに伸びるこの普通樹枝 P1e はその代表です。 そのほかに、角板付樹枝 P2c、扇形付樹枝 P2d、、樹枝付角板 P2g あたりも樹枝状結晶と呼ばれているのではないでしょうか。

-15〜-18℃で水蒸気量の多い環境で成長します。もっと水蒸気が多いと羊歯状六花 P1f になります。

普通樹枝

P1f. 羊歯状六花

観察頻度:普

-15〜-18℃で非常に水蒸気量の多い環境では、雪結晶に水蒸気の供給が行われるようになり、普通樹枝よりも密に側枝が成長します。 普通樹枝では一箇所に側枝が伸びると、その近くでは水蒸気の供給が足りなくなるために、連続して側枝が伸びることが出来ません。

羊歯状結晶 羊歯状結晶の雪片 大きな羊歯状結晶
羊歯状六花

P2. 変遷六花

樹枝状のように細長く伸びる枝と、扇形のように幅広の枝が一つの結晶の中で観察されるものです。

P2a. 角板付六花(準備中)
P2b. 扇形付六花(準備中)

P2c. 角板付樹枝

観察頻度:少

ある程度の大きさまで樹枝状結晶として成長したのち、枝先に角板が成長したものです。

角板付樹枝
P2d. 扇形付樹枝(準備中)
P2e. 枝付角板(準備中)

P2f. 扇形付角板

観察頻度:少

雪結晶の発生初期には角板、その後扇形の枝が伸びたものです。

右の写真の雪結晶は最初に小さな角板ができ、そこから扇形(広幅)の枝が伸び、さらに角板が成長しています。 角板付扇形付角板とでも呼べそうです。

扇形付角板
P2g. 樹枝付角板(準備中)

P3. 不規則六花

P3a. 二花(未観測)
P3b. 三花(準備中)
P3c. 四花(準備中)

P4. 十二花

通常、雪結晶といえば六角形をイメージしますが、十二花は枝が倍の12本あります。 氷の結晶は双晶といって二つの結晶が規則を持って結合することがあります。 十二花は双晶となった小さな氷結晶から枝が伸びたものです。

ただ単に二つの雪結晶が重なり十二花に見えるものもあるようですが、それは雪片として区別します。


P4a. 広幅十二花

観察頻度:稀

広幅十二花は、各枝が広幅になっているものです。

レアな雪結晶で、まだ写真のたった一つしか観察したことがありません。 比較的大きな普通樹枝、羊歯状六花、樹枝付角板およびそれらの雲粒付結晶(雲粒付六花 R1d)が降っている最中に観察されました。

広幅十二花

P4b. 樹枝十二花

観察頻度:稀

樹枝十二花は広幅十二花より細かな側枝が多く成長したものです。

レアな雪結晶で、まだ写真のたった一つしか観察したことがありません(枝の一本は折れて失われています)。

樹枝十二花
樹枝十二花

P5. 畸形(準備中)

P6. 立体型

P6a. 立体扇形付角板(未観測)
P6b. 立体樹枝付角板(未観測)
P6c. 立体扇形付樹枝(準備中)
P6d. 立体樹枝付樹枝(未観測)

P7. 放射型

P7a. 放射角板

観察頻度:少

薄い六角形の形をした角板が、中心(白っぽく見えるところ)から生えるようになっている雪結晶です。 写真はそれが沢山集まって降ってきた雪片です。

六花の雪結晶は比較的サイズが大きいので、肉眼で見ても雪結晶と容易に気がつくのですが、 この雪結晶は小さくて六角形にも見えないので、降ってきてもあまり雪結晶というイメージがわかないと思います。 ただ、六角形の面はしっかりとあるので、ライトの光をよく反射してキラキラと輝きながら降ってくるので、それは綺麗です。

放射角板

P7b. 放射樹枝

観察頻度:普

最初の氷晶が多結晶に凍り、それぞれの氷結晶から樹枝状の枝がいろんな方向に伸びて出来たものです。 新潟では比較的多く目にする雪結晶ですが、放射角板同様、見た目が六花では無いので雪結晶と認識されていないかもしれません。

放射樹枝

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CP 角柱・板状組合せ

成長の途中で、成長方向(a軸かc軸か)が変わる気温(主に-10℃と約-20℃)の上下両方を経験したものです。

CP1. 鼓型結晶

成長の前半は柱状に成長し、その後板状に成長して出来る雪結晶です。

i)最初気温約-20℃以下の場所で成長し、落下とともに気温の高い場所へ移った場合

背の高い雪雲の高いところでは、約-20℃以下の柱状結晶が成長する気温となっていて、そこで最初の柱状部分が成長します。 雲の中を落下中に気温が約-20℃より高くなると、柱状結晶の両端から板状結晶が成長をはじめ、鼓型結晶となります。

ii)最初気温-10℃以上の場所で成長し、雪雲内のかく乱により気温の低い場所へ移った場合

雪雲の中の上昇気流に乗り、-10℃以下で柱状結晶に成長した雪結晶が-10℃より低い上空へと移動すると、 柱状結晶の両端から板状結晶が成長をはじめ、鼓型結晶となります。

CP1a. 角板付角柱

観察頻度:少

板状結晶が成長するとき、ほどほどの水蒸気量しかなかったために角板結晶となったもので、鼓型結晶の一番単純な形のものです。 柱状の部分が骸晶になっている場合も多いです。

角板付角柱
角板付角柱
CP1b. 樹枝付角柱(準備中)
CP1c. 段々鼓(準備中)

2. 砲弾・板状組合せ

砲弾(C1cやC1d)結晶の底面側に板状結晶が成長したものです。鼓型結晶と同じような気温の変化を経験しています。

a. 角板付砲弾

観察頻度:稀

砲弾結晶の底面側に六角板が成長した結晶です。六角板の角から枝が成長すると、CP2b の樹枝付砲弾になります。


b. 樹枝付砲弾

観察頻度:稀

砲弾結晶から樹枝状(星状)結晶が成長できるほど水蒸気の多い環境へ移ったときに成長します。

角板付角柱・角板付砲弾・樹枝付砲弾・雲粒付六花

CP3. 縁高結晶

はじめ板状結晶が成長し、角や片から柱状結晶が成長したものです。 縁高結晶は主に-10℃より低いところ(雪雲の高いところ)から高いところ(雪雲の低いところ)へ落下しながら成長してできます。

CP3a. 針付六花(未観測)
CP3b. 角柱付六花(準備中)
CP3c. 渦巻付六花(未観測)
CP3d. 渦巻付角板(未観測)

S 側面結晶

気温が非常に低い条件で成長する雪結晶です。新潟ではまず見ることはできないものです。

S1. 側面結晶(準備中)
S2. 鱗形側面結晶(未観測)
S3. 側面,砲弾,角柱の不規則集合(未観測)

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R 雲粒付結晶

雪結晶が雲の濃いところを通過するとき、雲粒(過冷却水滴)が衝突してきてくっつきます。 そのような雪結晶が雲粒付結晶です。雲粒の付いている程度によって、 雲粒付結晶、濃密雲粒付結晶、霰状雪、霰、の 4 段階にわかれます。

私は、元の雪結晶の結晶面がはっきりと見えるものは雲粒付、 ほぼ雲粒で覆われたものは濃密雲粒付、厚みを持つまでに雲粒が付いたものは霰状雪と判断しています。

R1. 雲粒付結晶

元の雪結晶の形がはっきりとわかる雲粒付結晶です。ですので、たとえば雲粒付六花といっても、ほぼすべての板状結晶の小分類を判別可能です。

R1a. 雲粒付針状結晶(準備中)
R1b. 雲粒付角柱状結晶(準備中)
R1c. 雲粒付角板(準備中)

d. 雲粒付六花

観察頻度:頻

星状六花 P1d や、普通樹枝 P1e などの枝の伸びた板状結晶に少し雲粒が付着した雪結晶で、 新潟市では非常によく見られる雪結晶のひとつです。 というより、雲粒が付かない雪結晶が降ってくることが珍しく、 P 板状結晶等で紹介した雪結晶のなかで少し雲粒が付いているものは、厳密には R 雲粒付結晶 の仲間にすべきものがあります。

雲粒付六花
雲粒付六花

R2. 濃密雲粒付結晶

どの程度雲粒が付いたら雲粒付六花から濃密雲粒付六花と呼ぶのかは厳密ではないようですが、 結晶面が埋もれるほど付いていれば濃密〜というように判断しています。 なお、雲粒の付き方は一様でないものも多いのですが、最も雲粒が付いている部分に注目しています。

雲粒の付き方が一様ではない事が多々あります。 枝の先ほど雲粒が多い雪結晶は、雪雲中を落下する際に (その速度と雲粒のサイズによって)雪結晶をよけるように雲粒が通過することでできます。 反対に中心に沢山の雲粒が多い雪結晶は、成長の最初の段階で雲粒が付く環境(浮遊量が多く、撹乱も強い)にあったのが、 落下先では付着せずに成長できた場合に出来ます。

満遍なく付いているものでも、片面だけにしか付いてない場合も多いです。 一度片面に雲粒が付くとその姿勢で安定して落下する為です。 撹乱が強い場合は満遍なく沢山雲粒が付いて、霰状雪 R3 や、霰 R4 へ成長します


R2a. 濃密雲粒付角板(準備中)

R2b. 濃密雲粒付六花

観察頻度:頻

星状六花 P1d や、普通樹枝 P1e などの枝の伸びた板状結晶に沢山の雲粒が付着した雪結晶です。 右の写真は樹枝状結晶の枝の先により多くの雲粒がついています。

濃密雲粒付六花
R2c. 濃密雲粒付立体六花(準備中)

R3. 霰状雪

濃密雲粒付結晶よりもさらに雲粒が付き、元の雪結晶の結晶面が見えなくなったものです。 何とか元の雪結晶の形がわかります。

a. 六花霰状雪(準備中)
b. 塊状霰状雪(準備中)
c. 枝付霰状雪(準備中)

R4. 霰

発達した雪雲で雲内のかく乱が強いと、たくさん雲粒がついて重くなった雪結晶でもなかなか落下せず、 よりたくさんの雲粒が付着して霰へと成長します。 落下中の姿勢が安定しているか、回転するかで形が変わります。

R4a. 六花霰

観察頻度:多

六角形の形をした霰です。元の雪結晶は広幅六花や普通樹枝のような、枝を伸ばした板状結晶です。

六花霰

R4b. 塊状霰

観察頻度:頻

あらゆる方向に雲粒がたくさんついて、でこぼこした球形になった霰です。 ザーと霰が降ってくるようなとき、大きめの塊状霰と紡錘状霰が一緒に降っていることが多いように思います。

塊状霰

R4c. 紡錘状霰

観察頻度:頻

回転しないで落下すると、はじめ小さな雪結晶からできた霰に雲粒がつく→下方向に大きくなる、 を繰り返し、だんだんとコーン型に成長します。 塊状霰と一緒に降ってくることもあります。

紡錘状霰

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I 不定形

1. 氷粒(未観測)
2. 雲粒付雪粒(準備中)
3. 結晶破片
a. 枝破片(準備中)
b. 雲粒付破片(準備中)
4. その他(準備中)

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G 初期結晶

小さな氷晶のグループです。薄い雪雲の中では十分に大きく成長することができず、 肉眼では形が解りにくい大きさ(0.2 o程度以下でしょうか)で地上に降ってきます。

新潟市では見られませんが、ダイヤモンドダストもこの仲間に入ります。

1. 小角柱(未観測)
2. 初期骸晶(未観測)
3. 小角板(未観測)
4. 小六花(準備中)
5. 小角板集合(未観測)
6. 小不規則型結晶(未観測)

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私の雪結晶撮影方法

撮影機材

1. パナソニック FZ-18+ケンコークローズアップレンズNo.5

コンパクトデジタルカメラですが、光学ズームのテレ端が 504 o(35oフィルム換算)あり、 クローズアップレンズを使うと写真の横幅に 13 o ほどの範囲が写ります。撮影時は雪結晶に光が十分にあたるように、ストロボディフューザーを使いフラッシュ撮影します。

2. Nikon D90+Ai AF Micro-Nikkor 60mm f/2.8+ レイノックスMSN-202

一眼レフにレベルアップするのにあたり、どうしたら低コストで雪結晶を採れる環境ができるか考えたところ、見つけたのがMSN-202です。 上記組み合わせて写真の横幅に 9 o ほどの範囲が写ります。1ピクセルが約 2μmになるので、小さな雪結晶もまずまず写せます。 また、Ai Micro-Nikkor 105mm f/2.8 を使うこともあります。こちらだと写真の横幅が 7 o ともう少し拡大できます。。

撮影方法

シンプルな撮影方法:反射光撮影

青いアクリル板に降ってくる雪結晶を受け、そのまま融ける前に撮影します。 非常にお手軽なんですが、アクリル板に雪結晶の像が反射して写ってしまう欠点があります。また、氷のキラキラ感はあまり出ません。

反射光撮影の例 反射光撮影の例
青い板で受けて撮影

白い容器+青い板:反射光+透過光

青い板を器の底において、器に張ったラップの上に雪結晶を受ける方法。 白い容器に当たったフラッシュ光が雪結晶を透過してくるので、雪結晶のキラキラ感が少し出ます。 ただし、ラップが傷つきやすいことと内側が曇りやすいことから、綺麗に写すには撮影中に結構気を使う必要があります。

反射光+透過光 反射光+透過光
白い容器+青い板

シャーレ+アクリルの筒+青い板

青い板と雪を受ける場所(シャーレ)を透明なアクリルの筒を使い十分に離したものです。 雪結晶を受ける場所を、ラップからシャーレ(ガラス)にすることで傷つきにくくなりました。 最初、青いアクリル板を流用するためにアクリルの筒を使っていましたが、 100円ショップでちょうど良い箸立て(底が青くて筒部は透明)を見つけてからは、そちらで撮影しています。

雪結晶撮影台

撮影するときはやはりフラッシュをたきますが、この装置ではストロボディフューザーは使いません。 そのため雪結晶には直接光が当たらなくなりますが、下の積雪には十分にあたるので、背景が白く輝いてくれます。 すると、真下にある青い板が青い背景を作り、その周りの白く輝く積雪が雪結晶の縁を光らせます。

うまく光が当たってくれれば、右の写真のように影がほとんど出ません。 カメラを垂直方向に構えると綺麗に青い背景になりますが、わざと少し傾けて撮ると白っぽい背景に少し暗い縁取りの雪結晶を撮ることができます。

雪結晶撮影台

光の経路を簡単に描くと左図の通り。 真下からの青い反射光は雪結晶をそのまま透過してくるので、青い背景になります。 周囲の積雪からの白い光は、雪結晶の縁にあたり、うまくレンズの方に屈折したものだけが写るので、 雪結晶の縁だけ白くなり、平らな部分は白くはなりません。

扇形付角板


光の経路台

わざと青い板が背景からずれるようにカメラを向けると、背景が青から白へのグラデーションになります。青い板の代わりにCDを置くと…