大気中でつくられる氷晶の核。過飽和の大気中で水蒸気が凝結して微水滴(雲粒)となるには凝結核が必要であるように、0℃以下の過飽和大気中で氷晶ができるのには、結晶の中心となる核が必要で、これを氷晶核という。氷晶は水蒸気から直接生まれる(昇華)こともあるが、水蒸気からいったん過冷却の微水滴となり、それが凍結したものであることのほうが多い。前者の場合に働く核を昇華核、後者の場合に働く核を凍結核という。氷晶核はその総称である。氷晶核が氷晶の生成を促すという性質は、その結晶の格子常数が氷のそれに似ていることに由来する。自然の氷晶核の大部分は、地表から大気中に巻き上げられた結晶性粘土鉱物の微粒子である。人工の氷晶核としてはヨウ化銀粒子が代表的で、人工降雨に利用される。
[三崎方郎]
『高橋劭著『雲の物理――雲粒形成から雲運動まで』(1987・東京堂出版)』▽『前野紀一著『氷の科学』新装版(1988・北海道大学図書刊行会)』
ice nuclei
氷晶核粒子(ice nucleating particles: INP)とも。雲氷粒子の形成は,氷晶核を伴わない均質核形成と伴う不均質核形成に大別される。不均質核形成には,水蒸気が雲氷となる昇華核形成や,過冷却水滴が凍結する凍結核形成,接触核形成などがある。均質凍結核形成は−40℃以下でなければ生じないが,氷晶核が存在すればより高温で氷晶が形成される。代表的な天然氷晶核として鉱物粒子やバイオエアロゾルがあり,また気象制御ではヨウ化銀などの人工氷晶核が使われる。スキー場で使われる人工造雪剤(氷核活性細菌)も氷晶核である。氷晶核数濃度は,実験的に得られる乾燥粒子表面積あたりの氷晶活性サイト(ice nucleation active surface: INAS)数密度(温度や湿度の関数)とエアロゾル表面積濃度から算出できる。
執筆者:梶野 瑞王
参照項目:エアロゾル
出典 平凡社「最新 地学事典」最新 地学事典について 情報
出典 ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典について 情報
… もう一つは氷の結晶(氷晶,半径数μm)の成長が関係する雨であって,これは冷たい雨のおもな原因である。すなわち,氷晶の心核となる氷晶核(半径0.1~1μm程度の陶土,黄砂,火山灰,粘土などの鉱物質)が0℃以下の雲中の水蒸気の多い(氷に対して過飽和な)ところに入ると,水蒸気が昇華して氷晶をつくる。そのとき,このまわりの雲粒が過冷却(0℃以下で水滴状態)であれば氷晶の表面温度に対する飽和水蒸気圧よりも,過冷却の表面温度に対する飽和水蒸気圧の方が大きいために,水蒸気は急速に氷晶の方に集まってきて氷晶は成長する(自然の氷晶核の濃度はふつう1l中に1個以下)。…
…水蒸気はいくら多く集まってもそれだけでは容易に水滴にはなりにくいが,凝結核があると容易に凝結が起こり,水蒸気が多く集まってきて水滴が形成される。また同様の理由で,0℃以下で水蒸気が多く集まっても氷晶はできないが,氷晶核(氷晶の心)があると容易に昇華が行われ氷晶をつくる。 雲の凝結核として重要なものは,海水のしぶきが乾燥してできた海塩の粒子や工場などから排出される微粒子や土壌物質などであるが,これらは大気中に十分に存在する。…
※「氷晶核」について言及している用語解説の一部を掲載しています。
出典|株式会社平凡社「世界大百科事典(旧版)」
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