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着氷性の霧(ちゃくひょうせいのきり、Freezing fog)とは、微小な過冷却の水滴が浮遊する気象現象のこと。霧の一種。着氷性霧、過冷却の霧、過冷却霧などとも言う。

過冷却の水の性質上、この霧は物体の表面に衝突すると、その衝撃で凍結し氷になる。水滴の大きさによって、さまざまな形の氷ができる。

地上に発生する霧と同様に、上空の雲にも着氷性の霧と同じ過冷却の水滴でできたものがある。このタイプの雲は比較的多く、高緯度ほど多く発生し、中低緯度でも上空の雲はこのタイプである場合が多い。

◆ メカニズムと成因

雲及び霧の発生を物理的に見ていく。

空気が過飽和(湿度100%以上)になると、その空気に含まれる水滴は凝結して雲(霧)になり始め、過飽和度(100%を超えた分の湿度)が高くなるにつれてその中の水滴の密度が高くなってくる。

霧ができた状態で、何らかの原因によってこの空気が冷やされて0℃以下(氷点下)になると、霧はふつう過冷却の水滴になる。これは、日常生活の中で水が0℃を下回るとすぐ凍結するのとは違い、霧が空中を浮遊しているために起こる。

水が凍結するためには、結晶化が安定して進む必要がある。そのためには、水分子が微小スケールで集まるための、核となる物質や衝撃などが必要になる。地球上の多くの大気中には、この核となる物質(凍結核)が少ない。また、衝撃の要因も少ない。

よって、気温0℃〜約-42℃の範囲では、着氷性の霧が存在する。-42℃はほぼ全ての水滴が凍結する温度である。-32℃くらいで、凍結核無しでも自ら凍結する水滴が現れ始める。また、少ないといっても凍結核は存在しているため、-15℃くらいで、凍結核によって凍結する水滴が現れ始める。

霧の中で数滴が凍結すると、周りの水滴が蒸発・昇華して成長するライミングが起こり、凍結が進んでいく。気温が低くなるほど凍結する水滴が増え、ライミングの速度も増す。ただ、凍結が始まる15℃以下の温度でも、短時間であれば着氷性の霧は存在する。

◆ 着氷の形態

過冷却の霧は、主に水滴の大きさ、場合によっては温度により、その付着形態が変わる。

水滴が非常に小さい場合、樹氷(soft rime)となる。粒状の氷が柱状・針状・層状に積もる。霜にも似ており、やわらかく崩れやすい。白色不透明。

水滴がやや小さい場合、粗氷(hard rime)となる。樹氷より大きな粒状の氷が層状に積もったもの。樹氷よりも頑丈だが、それでも手で崩せる程度である。白色で、近づいて見ると半透明・透明である。

水滴が大きい場合、雨氷(clear ice)となる。粒同士が融合しており、表面が滑らかで非常に硬い。頑丈で、厚いと手で崩すことが難しい。無色透明。

◆ 出典

・ [外部リンク] ひ 氷晶 中川用語集

・ [外部リンク] 第二部-3- 大気と海の科学 雨の成因 山賀進

・ [外部リンク] 第二部-3- 大気と海の科学 雨の成因 空気中の水蒸気#気温が0℃以下に下がった場合

◆ 関連項目

・雨氷(着氷性の雨・着氷性の霧雨)

・霧

・着氷

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