国立防災科学技術センター研究報告第19号

1978年3月

551，321．7（521．15）

新庄における新積雪の密度
中村秀臣＊・阿部修＊

国立防災科学技術センター新庄支所

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1．はじめに新積雪（本稿では前目9時から当目9時までの24時間に積った雪を指す）の積雪相当水量
は雪環境の地域的特性を表わすものの一つであり，これはたとえば融雪施設の設計融雪量を定める際には重要な要素である．しかしながら，一般的には新積雪についてはその深さの測定値しかないので，これから積雪相当水量を求めるためには新積雪の密度を仮定しなければならないのが現状である．

そこで，新積雪の深さと重量とを同時に測定することにより新積雪の密度を求め，これの気温および風速依存性を調べ，上記のような場合に用いるべき新積雪の密度を定めたので報告する．

2．観測期間，場所および方法

観測は1975年1月から1977年3月までの3冬期間に山形県新庄市に所在する当新庄支所構内において行なった．観測は原則として新積雪の深さが5cm以上の時にのみ実施したが欠測も何目かあった．
＊雪害防災研究室

一243一

国立防災科学技術センター研究報告第19号

1978年3月

新積雪の密度は雪板に積った新積雪を円筒形のアクリル製採雪器で採取し，その体積と重量から求めたが，前目の9時から当目9時の間に降雨もあったと思われる時の密度は解析には使用しなかつた．夜間における降雨の有無はその間の気温の記録や翌朝の雪面の状況から判断した．

また1975−76年，1976−77年の2冬期には新積雪を構成している雪の結品形の観察も肉眼または拡大率10倍のノレ
4◎ーぺによって行なった．

なお，各冬期における最大積雪深は1974−75年：126cm，1975−76年：131cm，1976−77年：146cm，であった．

3◎

巴
無皿

嵩

3．観測結果2◎王

観測期間中に行なった

I0105回の測定で得た新積雪の深さとその出現目数を示すと図1のようになり，そ◎510，のほとんどが30cm以下で152◎25303540ss，ssss

g14192429343944
新積雪の深さ（Cm）ある．

また，新積雪の密度ρと

図1新積雪の深さとその出現目数（1975年1月〜1977年3月）

その出現目数を示せば図2のようになる．これによるとρはO．03g・cm253からO．14g・cm−3の問に分布し，その9割は0．05〜0．10g・cm3の範囲に含まれており，全体を単純平均すると0，076g・cm−3となる．

次にρと目平均気温τα（前目9時（2◎ロユ155熱廓
；日110から当目6時までの3時間ごとに測定した気温の8回の平均値）との関係をみると図3のようになり，これによると丁砒が一1℃以上の範囲でρはταの低下に従って急激に減少しているが，ταが一1〜一5℃の範囲ではほ

◎

05．1◎

新積雪の密度（g・Cm■3）

図2新積雪の密度とその出現目数（1975年1月〜1977年3月）
一244一・15

新庄における新積雪の密度一中村・阿部

ぼ一定値を示し，「ωが一5℃◎．15以下の場合には逆にやや増加す■る傾向を示している．Tαが■●●一1℃以上で大きな密度が測定されたのは融雪現象が生じたた■○

αlOめであろう．

■■■88 ■■じ次にρと目平均風速σ（前日毎に測定した風速の8回の平均．

榊・刈・■

■

■○■

●㎝■■■

9時力）ら当目6時までの3時間●■●．■．■■8

■■

■一諦斌
蝸θ
蟻瞬、■

値）との関係を示すと図4のよ

◎．◎5

釘；

昌うになる．ただし，図3で示しよ

8■たようにταが一1℃以上の範■囲では気温の影響を大きく受けるので，その範囲に含まれる測定値は除外した．

一10一5O02

これによると，σの増加とと吐平均気温丁皿（。C）

もにρも増加する傾向を示して

図3 目平均気温と新積雪の密度との関係いるので，その原因として風の作用によって生じる圧密が考えられるが，σが増加するにO．14

従いρはある一定値に近づくようにも見えることからその時の雪の結晶形（後述）や地吹雪の影響も考えられる．

α1◎

一方，新積雪に含まれる雪の結晶形をテ砒

昌

■

■・．…

一ρの関係図（図3）上に示すと図5のよう3になる．同図では結晶形を表わす記号の示す

幽類位置がその時の「皿とρとの関係を表わして

帥α05いる．ただし，同一の新積雪の中に数種類の揮転

■8、8Q

■

■

8㎜

I■■．．■■

いト・㏄8■■■8■■■■

■

88…

■

結品が観察された場合や，観察を行なわなかった場合があるため図1，2および3に示した密度の測定数と結晶形を示す記号の数は一致

O◎

しない・同一の新積雪中に2種以上の結晶形を見出した時にはそれらに（）を付けて示し

12

3

4

目平均風速σ（m・SeC−1）

図4目平均風速と新積雪の密度との関係（ただし，目平均気温が一1℃た．

これによると樹枝状が非常に多く観察され一245一以上の場合は除く）

5国立防災科学技術センター研究報告第19号

1978年3月

O．15

1針状

口角柱状

●イガブリ△△辰◎角板

①無定形

米棚支状

◎不規果11］I鼓○うどん粉状

◆

△六△

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一10

−5
目平均気温

02O（℃）

図5新械雪に含まれる雪の緒品形と目平均気温，新横雪の密度との関係．各記号の内容は図巾に示したとおりであるが，その中で，イガグリとは塊状緩状雪のことであり，うどん粉状とは側面結晶のことである。なお，角板以外の正規六花を全て樹枝状として記入した．

次いで綴（あられ）やイガグリ［正式名称は塊状綴状雪（孫野，1962）］が多くみられた．ρとの関係についてみると，樹枝状はどちらかというとρの小さい場合に多くみられるのに対し，綴はρが大きい所に分布しているようなので結晶形もρに影響しているように思われる．な

おr皿が一4．C以下で角柱状の結晶が時々観察された．これは寒い目によく見られ，サラサラとしてグラニュー糖のような印象を受けるのですぐにわかる．

うえに述べたように，新庄における新積雪の密度は平均するとO．076g・cm−3であるが，気温や風速などによって変化しているようなので，それらと密度との関係をみてみる．いま，風速が1m・sec■1より強い場合と弱い場合とに分けると測定数がほぼ同数ずつ二分されることから，試みにσ＞1m・sec■1とσ≦1m・sec■1の場合に分けて調べてみる．

一246・一新庄における新積雪の密度一中村・阿蔀

O．15
◎o◎◎

◎O㏄O

◎◎88・u〉1m・seσ1

◎◎8■

●◎

O

●●■◎

㎝

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δ
哉
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O．05
8●

O
一10−502

目平均気温丁砒（。C）
図6 目平均気温と新積雪の密度との関係（O印：目平均風速が1m・sec■1を超える場合，●：目平均風速が1m・sec■1以下の場合）

図6は図3に示したrrρの関係をσ＞1m・sec−1の場合（○印）とσ≦1m・sec一の場合（●印）とに分けて示したもので，2本の曲線はそれぞれσ＞1m・sec■1の場合および
び≦1m・sec11の場合の平均密度の温度変化を示すものである．これによるとρはσ＞1m・sec■1の時にはτ伍が一1℃以下の範囲でほぼ一定値を示している．また，σ≦1m・sec−1の場合には多少ばらつきはあるもののτ皿が一1℃以下一5℃以上の範囲で一定であるのに対し，「皿が一5℃以下ではやや増加する傾向を示している．またいずれの場合でも「砒が一1℃以上の範囲においてはρは大きくなっており気温の影響を強く受けている．
「皿＜一1℃におけるρの平均値はσ＞1m・sec−1の場合には0，078g・cm−3，σ≦1m・sec−1の場合には0，068gcm−3である．

一方結晶形についても同様にσ＝1m・・ec■1を境にして分けてみると図7，8のようにな
一247一

国立防災科学技術センター研究報告第19号

1978年3月

O．15

1針状

◆イガグリ

○角柱状

△彼◎角板

◎不規貝11

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嚢
O．1O
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餅隔△α05§
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−502O

日平均気温丁皿（。C）
図7雪の結晶形ごとの目平均気温と新横雪の密度との関係（目平均風速が1m・sec−1以下の場合）．っておりσ≦1m・sec−1の場合（図7）には六花が数多く観察されたがσ＞1m・sec−1の場合（図8）には六花も見られるものの籔も非常に多くなっているのが特徴的である．

以上のことから，ρは「皿が一1℃以上の範囲では融雪のためにその変動幅が大きく特定の値として定めることはできないが，r皿が一1℃より低く，σ＞1m・sec−1の時には0，078g．cm−3であり，σ≦1m・sec−1の時にはO．068g・cm−3と考えてよいであろう．そしてそのように風が強い場合にρが多少大きくなる原因としては風圧による圧密も考えられるが，その他に，そのような1時（風が強い時）に降りやすい結晶（綴）による影響もあるようだ．つまり今井（1954）が報告したように風の強い気象状況のもとでは綾のようなそれ白体の密度が大きいものが降ることが多く，このことが新積雪の密度を大きくする原因ともなっていると恩う．
一248一

薪庄における薪積雪の密度一中村・阿部

O．15
日角柱状

△辰◎角板

⑭無定形

￥樹枝状

◎不規貝11

皿鼓○うどん粉状△△汁△◆◆イがグリ△△i︶

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一10−502O

目平均気温丁皿（。C）
図8新積雪に含まれる雪の結晶形と目平均気温，新積雪の密度との関係（目平均風速が1m・SeC■1を超える場合）

4．

むすぴ

新積雪の密度ρを目平均気温τα，目平均風速σおよびその時の雪の結晶形との関係において調べた．Tα，σともに24時間の平均値にすぎず，降雪中の気象状況を代表するものではないため解析に際しては多少矛盾を含んでいるが（たとえば比較的暖かい時に降雪があり，その後快晴となり夜間に急激にかつ大きく気温が低下したため，本来ταがO℃付近に位置すると思われるρを一5〜一6℃近辺にブロットせざるを得なかった例などがある），こ
こではそのような点にはふれないで，新積雪の深さからその時の重量（積雪相当水量）を推定するためにρを求めてみた．その結果新庄における新積雪の密度の平均値は0，076g・cm−3であるが，目平均気温が一1℃未満の場合にこれを強風時と微風時とに分けてみると，σ＞1m・sec−tの時には0，078g・cm■3位，σ≦1m・sec−1の時には0，068g・cm−3位である
一249一

国立防災科学技術センター研究報告第19号

1978年3月

ことが判明した．

おわりに観測の一部は，中村勉研究室長（現支所長）および東浦将夫研究員によっても行なわれました

ここに記すとともに深く感謝致します．

本研究は科学技術庁試験研究所経常研究費によって行なわれた．
参考

文

献

1）今井一郎（1954）：季節風による降雪の研究、気象集誌，32巻，192−214．
2）孫野長治（1962）：気象学的な雪の結晶の分類．雪氷，24巻2号，1−5．

（1977年12月22目原稿受理）

一250一