国立防災科学技術センター研究報告

第19子

1978年3月

551，321．7

落下した雪の密度変化
中村秀臣＊

国立防災科学技術センター新庄支所

ChangeimAfterDensity

theofCo11isiom

B1ocksofAgainstNew

S皿ow

BeforeNatu蝸1Snow

a皿dSurface

By

HideomiNakamura

8ん切oBr伽・乃，ル肋〃olRωθαブcんα〃6ブル・α∫倣〃〃舳〃・π！Vo．1400，Tα尾α6o〃，To尾α肋αc〃，8〃ヵo＿∫〃，Yα肌αgo切＿加〃996，■α戸αη

Abstmct
Density of newly fallen snow blocks which were dropped from variousheights
measured before and after the co川sion against the natural snow surface on
the ground，in order to estimate the volume of the snow bank formed under thewaseaves

bythefallFrom

theresults

ofdensitiesρo／ρエisonthegroundassnowoffromroofs．

themeasurements，it

is

found

that

theratiooftheinversely

proportiona1totheheight

habovethesnow

surfaceshown

in

Fig，1，and

that

thevalues

of

the

ratio

are

tw0

about0．35

and O．45，respectively in case of wet snow and dry snow for h of4m，whereρoandρ1are the densities of the snow block before and after the collision against
thesnowsu正faceontheground．

1．はじめに屋根から落下した雪が軒下に堆積する際，その占める体積を平地での白然積雪深や屋根の水平長（棟から庇先端までの水平長）から計算で求めるためには，落下する雪塊の密度が雪面との衝突時にどの程度変化するのかを知らなければならない．しかし前稿（中村，1978）

では測定値がなかったので，その密度比（後述）を0．7と仮定していた．この値を得るために実際に雪塊を落下させてその密度比D（本稿ではρo÷ρ・を指す．ただしρo：落下させる
前の密度，ρ・：雪面に衝突した後の密度）を測定したので報告する．

2．測定方法当新庄支所構内にある種々の高さを有する建物の屋根から，その屋根に積った新雪をスコップで底面積20cmX20cm（厚さは表1参照）の大きさに形を崩さないようにすくい取り，＊雪害防災研究室
一239一

国立防災科学技術センター研究報告第19号

1978年3月

直下の雪面（地上に積った雪の表面）に向けて白由落下させた．この雪塊が衝突する雪は落下させる

雪と同じ雪質の新雪であり，落下させた雪がこれと混り合うのを防ぐために薄いビニールシートを地面上の新雪の上に敷いた．新雪の上に新雪を落下させるという方法を採用したのは屋根雪の滑落現象を想定したからである．落下させ
写真1た雪塊の個数は1回の測定につき落下した雪の堆積形状15個と定めたが，これは水平長が3mの一般的な屋根からの滑落を考えたからである（20cmX15＝300cm）．雪の密度の測定は76mmφの円筒形の採雪器を用いて，落下させる直前および落下して雪面上に円錐形に堆積した（写真1参照）直後に実施した．衝突後の密度としては，堆雪の中央部およびそこから20cm離れた所（堆雪のほぼ中腹に当る）の2箇所で測定した密度の平均値を用いた．

3．観測結果
1976年12月10目，12月20目および12月25目に実施した落下試験の結果を示すと表1

および図1のようになる、これによると雪質の似た12月10目と20目の場合には密度比Dは同じような変化をしているが，25目の場合のDはこれらよりやや大きく，圧密しにくいことを示しており，かつんが4m以上の範囲ではほぼ一定値を示している．なお堆雪の頂角を表1に示したが，それによ1．O

ると頂角は落下高さが高くなる

o程大きくなっており，また落下○｛◎・高さが同じものについてみると

密

乾いた雪の方が大きい値を示し

度比0α5ている、

さてDは衝突直前の落下速度o■］臼76吉‡12∫弓10口

12月20日
1〜一『？5日

o⑤

一1

η、が大きくなると逆に小さく

D＝｛σ7／斤十1〕なると考えられるので，D一がη1に比例すると仮定すると
榊ん＝伽2／2

一1D≡1π十1〕

O．1

5
落下高さ（空気による抵抗は無視する）の関係から次の関

10hm■

図至1落下高さと密度比との関係
一240一

落下した雪の密度変化一中村
表1

測定時の落下高さ

1・74・2

雪塊の落下試」験の結果落下させる

衝突直後の密度比D！堆雪の雪塊の厚さ

測定目気温
度
頂角■
（。C）
ん（m）直前の密度．密ρo（9・cm−3）ρ1＊（9・cm■3）（＝ρo÷ρ1）≡
（度）
および雪質
1976年

1・5

12月10目

0・097

5．2

12月20目

1．5

0．071

4，2

0．068

1．2

1．5
！2月25日、一4，0

4．2

65

0．074

0．223

0，33

−

0．41

0．202

0・069

38

0．34

0・222
0．273

0・31
0，25

20cm位
べた雪

一53

■15〜20cm

42

ユ〜2％

含水率

一0．088

0．132

0167

0．090

0．179

0．51

66

さらさらし

0．202

0．44

77

た雪，握っ

0．089

5．2
9．8

36

0・35

0．069

0．5

0・43

0・233
0．173

5・2

9．80・225

0・0820．090
0．087

0．207
0．198

0．430．434280
一i8cm位ても玉にならない＊円錐形の堆雪の中央部およびそこから20cm離れた所で採取した雪の密度の平均値係式が成立つ．

一し＝。〜、十ろ＝、・1／助ん十ろ（1）Dα，6は比例定数．

ここでん＝OのときD＝1なのでろ＝1となり，これを（1）式に代入し変形すると次のようになる．

αここでα＝αD＝1 ＝ 11／2ψ■十1 α1／五十1（2）1／砺（定数）である．

そこで12月10目，20目および25日の測定結果を用いてそれぞれのαの値を求めると1．0，1．0，0．7となり，この値を用いた近似式は12月10目と20目の場合にはんが0〜10mの範囲で実測値をよく表わしており，Dがη・に反比例することを示している・しかし，12月25目の場合にはんが4〜5m以上で近似式は実測値との差が大きくなっている．これはこの範囲で実測値がほぼ一定値を示していることから，雪塊の落下速度が終速度に達していたことが推測され，それによって生じたものと考えられる．

4．む

すぴ

自由落下した雪塊が占める体積を計算で見積るために新雪を0．5〜9．8mの高さから白然雪面に自由落下させ，落下直前の密度ρ。と衝突直後の密度ρ1とからその密度比D（ここではρ。÷ρ。をさす）を求めた．その結果Dは衝突直前の落下速度に反比例しており，その一241一一

国立防災科学技術センター研究報告第19号

1978年3月

大きさはたとえぱ4mの高さから湿った雪を落下させた時にはO．35位であるが，乾いた雪では0．45位とやや大きく，圧密しにくいことを示している．ただし，堆雪全体の平均密度はここで採用したρ1より小さいと思われるので，その場合にはDはもう少L大きくなるものと思う．

なお落下させた雪塊の厚さの違いについては今後検討する必要がある．

おわりに実験および本稿作成に当って中村勉研究室長（現支所長）に数々の有益な助言をいただきました．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．

参1）

考

文献

中村秀臣（1978）：滑落した屋根雪の堆積形状．雪氷，40巻1号，37−41．

（1977年12月22目原稿受理）

r242一