雪結晶グローバル分類 CP4 の立体モデル
交差角板状結晶(CP4a 交差角板・CP4b 連鎖交差角板・CP4c 放射交差角板)
グローバル分類(菊地ほか 2012;Kikuchi et al. 2013)の【CP4:交差角板状結晶(Crossed plate-type crystal)】は、Magono and Lee(1966)で大分類だった S「側面結晶」を『CP:柱状・板状結晶群』の中分類に移したものです。ML の S1「側面結晶」を「CP4a:交差角板」、S2「鱗型側面結晶」を「CP4b:連鎖交差角板」とし、新たに「CP4c:放射交差角板」を加えて 3 小分類にしました。中谷の「側面結晶」はその後の観測から角板の多結晶成長であることが分かっており、名称については側面結晶を「交差角板型」と「矩形状結晶」に分ける提案(油川 2008)もありますが、論文は新分類の 3 小分類で十分としています。平均的な大きさは 0.5 mm です。
交差角板とは。 薄い角板が共通の線(接合線)で接合し、互いに傾いて交差したものです。1 枚の単結晶ではなく、c軸の向きが違う角板どうしの組み合わせ(多結晶)で、真横から見ると X 字形に交差して見えます。板どうしのなす角度は結晶によって異なるので、モデルでは 70° を初期値にし、「交差角度」スライダーで変えられるようにしました。「接合線を表示」で共通の線を出せます。
3 型の違い。 交差角板が 1 組なら CP4a、それが一列に連なって板が鱗のように交互に傾いて重なると CP4b、交差角板の組が中心から放射状に出ていると CP4c 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、板の厚みなどの寸法比は見やすさのため誇張しています。
1. CP4a:交差角板Crossed plates
2 枚の薄い角板が共通の接合線で交差した結晶です。ML の S1 側面結晶に対応します。モデルでは大きさの少し違う 2 枚の六角形の角板が、中心を通る接合線を軸に互いに傾いて交差しています。「真横から」(接合線の方向から)見ると X 字形になり、「分解」で 2 枚を接合線から離すと、それぞれがふつうの角板であることが分かります。
構造のポイント
- 2 枚の角板が共通の線(接合線)を持ち、その線を軸に傾いて交差する。c軸の向きは 2 枚で異なる(多結晶)。
- 接合線の方向から見ると X 字。板の面の方向から見ると 1 枚の角板に、もう 1 枚が線として重なって見える。
- 「交差角度」で板のなす角度を変えられる(初期値 70°)。
2. CP4b:連鎖交差角板Chained crossed plates
交差角板が一列に連なり、板が交互に傾いて鱗のように重なった結晶です。ML の S2 鱗型側面結晶に対応します。モデルでは 1 本の軸に沿って 6 枚の角板を並べ、隣どうしが接合線(軸)を共有して交互に逆向きに傾くようにしてあります。「分解」で軸に沿って間隔を広げると、1 枚ずつの角板とその傾きが見えます。
構造のポイント
- 共通の軸(接合線)に沿って角板が並び、隣どうしが交互に逆向きに傾く。隣り合う 2 枚は交差角板の関係。
- 間隔が角板の半径より狭いので、板どうしが鱗のように重なる(鱗型側面結晶)。
- 「真横から」(軸の方向から)見ると、全体が X 字に重なって見える。
3. CP4c:放射交差角板Radiating assemblage of crossed plates
交差角板の組が中心から放射状に伸びた結晶で、グローバル分類で新たに加えられました。モデルでは中心の小さな多結晶核(球ではなく、多結晶に凍った雲粒=向きの違う結晶粒の集まりとして描いています)から 5 方向へ接合線を伸ばし、それぞれの接合線に 2 枚の半六角形の角板を V 字に開いて付けています。全体は薄い板が四方八方へ開いた花のような立体になります。「分解」で組ごとに中心から離せます。
構造のポイント
- 中心から放射状に接合線が伸び、各接合線に 2 枚の角板が V 字に付く(交差角板の組が 5 組)。
- 組ごとに接合線の向きも板の開く向きも違うので、全体は立体的な放射状になる。
- 中心核は多結晶に凍った雲粒。1 個の球ではなく、向きの違う結晶粒の集まり。
- 放射状結晶(P7a 放射角板)は 1 枚ずつの角板が雲粒から放射状に出るのに対し、こちらは交差した角板の組が放射状に出る。
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.(CP4 の定義、表3、図1-2 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.
- 樋口敬二(2007):「側面結晶」と「交差角板」―雪の結晶分類表が二種類ある不思議―.雪氷,69,398–402.
- 油川英明(2008):中谷の雪結晶分類における「側面結晶」について.北海道教育大学紀要,59,9–17.
- Magono, C. and Lee, C. W. (1966): Meteorological classification of natural snow crystals. J. Fac. Sci., Hokkaido Univ., Ser. VII, 2, 321–335.(S1・S2)