この記事はThe Conversationのアーカイブからまとめたものです。

北米では寒波が到来し、すでに除雪車を動かしている地域もあれば、予報に気を配っているところもある。 雪や氷は旅行の計画を狂わせますが、生態系にとって重要な役割も担っています。 そして、凍った水は驚くような姿になることもあります。 今回は、冬の天候の話題で持ちきりのこの季節に、アーカイブの中から5つのストーリーをご紹介します。

水が作る不思議な形

雪の結晶やつららだけでなく、凍った水は驚くような振る舞いをすることがあります。 コロラド州立大学の大気科学者スコット・デニングが説明するように、これは、湖の中の液体の水が氷点（華氏約32度）より冷たくはならないために起こります。

極端に寒くなると、海の表面に氷ができることがあります。 波がそれを砕くので、水がうねるスルメのように見えるようになるのです。 「

How Road Salt Tames Ice

大きな嵐が予想されるとき、道路や高速道路の前処理をするために公共トラックが出動し、通常は岩塩や塩水溶液を散布することがよくあるそうです。

水は華氏 32 度で凍結しますが、塩を混ぜるとその凝固点が下がります。 「塩が、水分子が固体氷の結晶を形成する能力を阻害するのです」と、リッチモンド大学化学部のジュリー・ポロック助教授は説明します。 「凝固点降下の程度は、溶液の塩分濃度に依存します”。

塩のパルスは、道路から流れ落ちると、植物や水域、水生生物に害を与える可能性があります。 研究者は、より良質の選択肢を見つけるために取り組んでおり、現在、糖蜜やビートジュースなどの添加物を研究しています。

Why Trees Need Snow

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Beet brine an ‘all-natural’ way to de-ice roads

雪は厄介以外の何者でもないと思うかもしれません、特にあなたが雪かきをしなければならないとするならば、です。 しかし、雪は貴重な資源でもあるのです。 北東部で、環境科学者のアンドリュー・ラインマンとパメラ・テンプラーは、冬の積雪が毛布のように作用し、木の根や土壌生物を寒さから守ることを発見しました。

ラインマンとテンプラーが地上の積雪を除去した実験林で、彼らは

「… 霜は1フィートかそれ以上土中に入り込み、近くの参照区画でそのままではほとんど2インチ以上深くならないことを確認しました」と述べています。 そして、凍結融解のサイクルが都市の道路に穴を作るように、土壌の凍結は木の根をすり減らし、殺し、生き残ったものにダメージを与えます」

気候変動は北東の冬を短くし、降雪を減らし、森林に深刻な影響を及ぼしている。 「積雪を失うと、森林の成長、炭素固定、栄養保持が低下し、気候変動や大気・水質に対して年間を通じて重要な影響を与える」とラインマンとテンプラーは予測しています。

Frozen Reservoirs

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今日の #snowpack on Montgomery Pk in northern White Mtns CA, seen from down in Benton Valley. 6月としては非常に良い雪です！ pic.twitter.com/t8ikfbEY32

雪は、多くのコミュニティが暖かい季節まで高地に残る積雪から飲料水の大部分を得ている西部の州でさらに貴重なものである。 ここでも、冬の温暖化は雪の減少を意味し、科学者はすでに「雪による干ばつ」を観察しています。

アイダホ大学で水文学と気候変動を研究するアドリアン・マーシャル研究員は、雪による干ばつを、歴史的には4年に1度以下しか起こらないほど雪量が少ない年と定義しています。 「今世紀半ばまでに、もし温室効果ガスの排出が増え続ければ、私たちの結果は、平均して42％の年に複数年の雪による干ばつが起こるだろうと予測しています」

積雪も春には早く溶け、夏にはより少ない水が利用できることを意味します。 これらの変化は、西部全域の都市、農場、森林、野生生物、および野外レクリエーション産業に、年間を通じて影響を与えています。

Can We Make It Snow? 多くの西部の州や機関は、何年も前から、Cloud-seed（クラウド・シード：人工氷晶の役割を果たすと考えられている粒子を大気中に追加し、雪の形成を促進すること）によって、それを行おうとしてきました。 誰もそれが実際に機能することを証明していないのです。 それでも、「西部の州は水を必要としており、多くの意思決定者は、クラウドシーディングが水を生産する費用対効果の高い方法になると考えています」と、大気科学者のジェフリー・フレンチとサラ・テッセンドルフは書いています。

2018年の研究で、フレンチ、テッセンドルフらは、新しいコンピュータモデリングツールと高度なレーダーを使って、雲に注入されたヨウ化銀粒子に形成する氷結晶が見つかるかを調べました。 彼らは、研究用飛行機の翼からイメージングプローブを吊り下げ、雲のシード領域に入ったり出たりしながら飛行しました。 すると、その領域では氷の結晶が数百個も増え、雪が降ったのだ。 7591>

クラウドシーディングが広域の水収支を変えることができるかどうかについては、さらなる研究が必要である。 そして最終的には、たとえそれが真実であると証明されたとしても、別の疑問が残るだろう。 7591>

The Conversation の許可を得て再掲載しています。