雪結晶グローバル分類 C1 の立体モデル

針状結晶（C1a 針・C1b 束状針・C1c 針集合）

グローバル分類（菊地ほか 2012；Kikuchi et al. 2013）の『C：柱状結晶群（Column crystal group）』は、Magono and Lee（1966）の N「針状結晶」と C「角柱状結晶」を統合した大分類で、その最初の中分類が【C1：針状結晶（Needle-type crystal、または Needle type のように crystal を付けなくてもよい）】です。ML の中分類 N1「単なる針」を C1 針状結晶とし、N1a「単針」を「C1a：針」、N1b を「C1b：束状針」とし、新たに「C1c：針集合」を加えて 3 小分類にしました。平均的な大きさは 2 mm です（論文では、柱状結晶群と柱状・板状結晶群のうち柱面が成長したものは長さを、板状結晶群と立体的に成長した結晶は外接円の直径を大きさとしています）。

針とは。 c軸方向に極端に伸びた、非常に細い柱状結晶です。太さに比べて長さがきわめて大きく、見かけは針のようですが、断面は六角形で c軸は針の長さ方向にあります。同じ細長い柱状結晶でも、鞘（C2a）は針より太く壁の薄い中空の柱、細長角柱（C3d）は中身の完全に詰まったバルクの柱で、針はそれらより細いものです。一般に針は、板状結晶とは別の温度・過飽和度の条件で c軸方向の成長がきわめて速いときにできると考えられています。

3 型の関係。 針が 1 本なら C1a、複数の針が根元を共有して束になってほぼ同じ向きへ伸びると C1b、針がいろいろな向きに組み合わさると C1c です。

画面をドラッグすると回転、ホイール（スマートフォンではピンチ）で拡大縮小できます。各モデルは論文の記載と代表写真をもとにした模式図で、寸法比は見やすさのため誇張しています。

1. C1a：針Needle

1 本の針です。ML の N1a 単針に対応します。断面が六角形の非常に細長い柱で、モデルは横に寝かせてあります。「軸比 c/a」スライダーで長さと太さの比を 15〜60 の間で変えられます。実際の針は先端が二又に割れていることがあり、「先端の二又を表示」で再現できます。

針 c軸
構造のポイント
  • 断面が六角形の細長い柱。c軸は針の長さ方向。
  • 鞘（C2a）より細く、中空ではない（鞘は壁の薄い中空、細長角柱はバルク）。
  • 先端が二又に割れることがある（表示切替）。

2. C1b：束状針Bundle of needles

複数の針が根元を共有し、束になってほぼ同じ向きへ伸びた結晶です。ML の N1b に対応します。モデルは長さの違う 5 本の針が根元から扇形にわずかに開いて伸びるもので、「分解」で 1 本ずつ横に離せます。

針（5 本） c軸
構造のポイント
  • 根元を共有した 5 本の針が、数度〜十数度の開きで束になって伸びる。
  • 1 本ずつはふつうの針で、長さはまちまち。
  • 「分解」で束をほぐすと本数と向きが分かる。

3. C1c：針集合Combination of needles

針がいろいろな向きに組み合わさった結晶で、グローバル分類で新たに加えられました。束状針が同じ向きの束であるのに対し、針集合では針どうしの角度が大きく、互いに交差したり放射状になったりします。モデルは 4 本の針が中心付近で交差するもので、「分解」で 1 本ずつ離せます。

針（4 本） 各針の c軸
構造のポイント
  • 4 本の針が中心付近で大きな角度で交差する（多結晶）。
  • 束状針（C1b）との違いは針どうしの角度。鞘集合（C2c）の針版にあたる。
  • 「c軸を表示」で各針の軸の向きがばらばらなことが分かる。

参考文献

  • 菊地勝弘・亀田貴雄・樋口敬二・山下晃・雪結晶の新しい分類表を作る会メンバー（2012）：中緯度と極域での観測に基づいた新しい雪結晶の分類―グローバル分類―．雪氷，74(3)，223–241．（C 群と C1 の定義、表3、図1-1 の代表写真）
  • Kikuchi, K., Kameda, T., Higuchi, K., Yamashita, A. and Working group members for new classification of snow crystals (2013): A global classification of snow crystals, ice crystals, and solid precipitation based on observations from middle latitudes and polar regions. Atmospheric Research, 132–133, 460–472.
  • Magono, C. and Lee, C. W. (1966): Meteorological classification of natural snow crystals. J. Fac. Sci., Hokkaido Univ., Ser. VII, 2, 321–335.（N1a・N1b）