霧氷（むひょう、英: rime）は着氷現象の一種で、氷点下の環境で樹木などの地物に付着して発達する、白色や半透明で結晶構造が顕著な氷層の総称[1][2]。
過冷却にある霧粒子や雲粒子（着氷性の霧）によるものと、空気中の水蒸気の昇華によるものがある。樹氷、粗氷、樹霜の3つに分類される[1]。平地よりも山地のほうができやすく[2]、冬山にみられるものが典型例。
霧氷は気泡を多く含むため、密度は 0.2 - 0.3 g/cm3程度。霧氷の形成の因子として、粒子径が小さいほど、付着速度が遅いほど、過冷却度が高いほど、(転移熱)（凝固熱）の拡散が速いほど、形成が促される[5]。
これにに対して、着氷性の雨や霧雨によってできる、透明で均質な付着氷は雨氷という。地物の温度が0℃以下またはわずかに上回るときに生じ、こちらは密度 0.8 - 0.9 g/cm3程度になる[1][6]。
樹氷
樹氷（じゅひょう、英: soft rime）は、過冷却水滴からなる濃霧が地物に衝突して凍結付着した氷層のうち、白色で脆いものをいう[1][2]。気温−5 ℃以下の環境で風の弱いときに顕著に発達し[3][4]、気泡を多く含むために不透明で、白色を呈する[1][7]。小さな粒状の氷が無数に凝集する構造で、手で触ると簡単に崩れるほど脆く、樹氷が付着している物体を揺らすと簡単に落ちる。風上側へ向かって羽毛状に成長し、風が強いほど風上に成長するが、この様を俗に「海老の尻尾」とも呼ぶ。弱風時には地物の全ての方向に付着する[1][2][8]。
日本では蔵王で1914年2月15日に発見された樹氷林が観光資源にもなっており、樹木が完全に樹氷や雪によって覆われたものは「アイスモンスター」あるいは地元では「雪の坊」とも呼ばれる。アイスモンスターの南限および西限は長野県の菅平高原とされてきたが、2018年1月に白山で発見されて国内最南端、最西端を更新した[9]。他に八甲田山や八幡平、伊吹山[10]、氷ノ山、富士山[10]のものが知られていて、九州の中央部、宮崎県五ヶ瀬町と熊本県山都町周辺にまたがる九州山地の高山地帯や、長崎県の普賢岳でも樹氷を見ることができる。なお、山岳樹氷は山ごとに、また季節により、粗氷の割合が多かったりする[2]。黄砂が到達し始める春先には、冬季に白色だった樹氷林がやや黄色味を帯びる。ドイツのシュヴァルツヴァルトでも見られる。
樹氷は本来「海老の尻尾」を指す気象用語であるが、1920年代前半に蔵王でスキー合宿を行っていた第二高等学校 (旧制)と東北帝国大学の学生らが「雪の坊」を巨大な「樹氷」と勘違いして呼んだことが発祥であることが樹氷発見から100年の節目に当たる2014年に山形大学が実施した調査で判明した。また円谷英二が撮影した映画「新しき土」の蔵王ロケのシーンでも「樹氷」の呼び名が使われたため、全国的に広まったという[11]。
近年の調査により、現代で「樹氷」と呼ばれる気象現象は、1873年の国際会議で決定された気象用語では「silver thaw（凝霜）」であり、ほぼ透明な付着氷が「glazed frost（樹氷）」であった。しかし1877年に内務省地理局が英語から気象用語を翻訳する際、2つの英文が入れ替わったため、「silver thaw」は「樹氷」に「glazed frost」は「凝霜」と訳された。凝霜は後に雨氷に変更された。1892年には中央気象台の職員が誤りに気づき、訳語の交換を提案したが受け入れられず現在に至ったとされる[12][13]。
山形県 蔵王・(地蔵山)付近
樹氷。ドイツ・シュヴァルツヴァルト
粗氷
粗氷（そひょう、英: hard rime）は、過冷却水滴からなる濃霧が地物に衝突し、凍結付着した氷層のうち、半透明のものをいう[1]。樹氷よりも硬いが、大抵は手で触ると崩れる程度の脆さである。樹氷に比べ氷の粒が大きく、粒同士が融合して大きな氷の塊を形成する場合もあるが、気泡を多く含むため透明にはならず半透明にとどまる。気温が-2から-10℃くらいの時にできやすく、−4 ℃以下で風速が毎秒20メートル以上のときに発達する。-10℃を下回る時にはできにくい[1][3][2]。
寒い地方では平地でも見られるが、九州地方でも雲仙岳で見られる。
長崎県 雲仙岳
電子顕微鏡写真。粗氷には「太鼓型」の結晶構造を持つものが存在する
樹霜
樹霜（じゅそう、英: hoarfrost）は、空気中の水蒸気が昇華して樹枝などの地物に付着した樹枝状ないし針状の結晶である。観察すると、球状霧粒の混じることもあるが、針状や板状、柱状など結晶のはっきりした性状が目立つものが多い[1][2]。
霜と同じ原理であるが、層状に発達し、特に樹木などに付着したものをこう呼ぶ。霜は地面付近の地物に多く付くのに対して、樹霜は高い枝にも付く。樹氷と樹霜の判別が難しいことがあるが、霧がなかった場合にはふつう樹霜と考える[14]。
樹霜
結晶構造が目立つ樹霜 ドイツ南部 メッティンゲン
航空機の着氷
霧氷は航空機の運行に支障を来す着氷の原因の一つ。相対的な風向が直角になる面に付着氷が発達する。表面がざらざらとした霧氷は空力特性の変化（気流の乱れ）を引き起こす可能性がある。気温 -10℃以下、また液体水の比率が低い霧や雲に発生する傾向がある[15]。
脚注
出典
- ^ a b c d e f g h i 気象庁、2007年 p.63
- ^ a b c d e f g "霧氷". 小学館『日本大百科全書(ニッポニカ)』. コトバンクより2023年3月2日閲覧。
- ^ a b c 小口、1951年 (1)
- ^ a b 小口、1951年 (2)
- ^ “rime” (英語). Glossary of Meteorology. American Meteorological Society(アメリカ気象学会) (2012年4月25日). 2023年3月2日閲覧。
- ^ “glaze” (英語). Glossary of Meteorology. American Meteorological Society(アメリカ気象学会) (2012年2月20日). 2023年3月2日閲覧。
- ^ 小口、1951年 (3)
- ^ "樹氷". 平凡社『世界大百科事典 第2版』. コトバンクより2023年3月2日閲覧。
- ^ 白山初 アイスモンスター - 北陸中日新聞
- ^ a b "樹氷". 平凡社『百科事典マイペディア』. コトバンクより2023年3月2日閲覧。
- ^ "蔵王の「樹氷」命名は東北帝大生 発見から１００年". 河北新報. 2014年2月19日. 2014年2月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年2月18日閲覧。
- ^ 「樹氷、ホントは「凝霜」だった 1877年に説明文取り違え、誤訳のまま定着」、毎日新聞、2020年1月17日付、2020年2月12日閲覧
- ^ 「山形）樹氷は明治期の誤訳？「凝霜」だったかも 山形大」朝日新聞、2020年1月18日付、2020年2月12日閲覧
- ^ "樹霜". 小学館『日本大百科全書(ニッポニカ)』. コトバンクより2023年3月2日閲覧。
- ^ “Aviation > Hazards > Icing”. International Cloud Atlas. WMO (2017年). 2023年3月2日閲覧。