天気予報：最も奇妙な冬の現象について知るべきすべて

編集者注：極端な寒さのため、いわゆる海の煙から鈍い海の波まで、異常な現象が発生する可能性があります。大気科学者のScott Denningが説明しているように、これらの著しい出来事は主に非常に低温での水の挙動によって引き起こされます。

コールドスナップ中に湖と海の水が蒸れるように見えるのはなぜですか？

水には3つの段階（状態）があります。固い氷、液体の水、気体の水蒸気です。極端に寒い天候でも、液体の水は氷点の約32度（華氏32度）より冷たくなることはできないので、海面はその上の空気よりずっと暖かいです。

たくさんの水が暖かい海から上のより冷たい乾燥した空気に蒸発します。この目に見えないガスが比較的暖かい水の上に少しでも上昇するとすぐに、それははるかに冷たいそしてあまり蒸気を保持することができない空気にぶつかるので、蒸気は空気中の液体の水の微小な液滴に凝縮します。

冬の海や湖の真上での結露によって引き起こされるざらついた雲を「海の煙」と呼ぶ人もいます。これは蒸気よりも良い用語です。実際の水蒸気は非常に熱い水蒸気です。つまり、気相の水であり、見えません。

気象監視者は、thundersnowに非常に興奮しているようです。それは何ですか、そしてなぜそれはまれですか？

雷は、稲妻が音速よりも速く空気を膨張させるときに発生する音のブームです。雷は雲と地面の間の静電気の火花によって形成されます。この静電気を形成する摩擦は通常、夏の暑い日に浮力のある空気の急激に上昇する「サーマル」によって引き起こされるため、夏には雷雨が一般的です。

寒い空気が密集しているので、寒い冬の地面から空気が上がることはないので、冬の雷はかなり珍しいです。 Thundersnowは本当に寒い空気が北上から吹き込むときに起こります。この冷たい空気は地表の空気よりも密度が高いため、文字通り落下し、地表の空気をその上に押し上げます。これは、夏の雷雨とまったく同じ種類の静電荷を生み出す可能性があります。そして、BOOM - thundersnow！です。これは、北極圏の寒冷前線の接近など、気温が劇的に変化した場合にのみ発生します。

極域以外で海が凍結するのはどのくらい一般的なのでしょうか。

塩水は真水よりも氷点が低いので、冬に氷を溶かすために街路や歩道に塩を入れます。海水は十分に塩辛いので凍結するのに本当に寒くならなければなりません - およそ28度F。海水が米国大陸で凍結するのはかなり珍しいです、それは北極の冬の間ずっと起こりますが。

海水が凍結すると、その塩の大部分はその下の海水に押し下げられます。北極圏の人々が飲料水のために海氷を溶かすことができるのはこのためです。海面に淡水の氷が少し形成されると、残りの水は次第に塩分を増していくため、凍りつくのが難しくなります。

しかし、極端に寒いときには、海面に小さな流氷が形成されることがあります。波はそれらを分解して、表面が波状のスラペのようになることができます。寒さに勇気を出しても構わないと思っている人のために、岸に立ち寄って、スローモーションのサーフィンをしながら、たばこを吸っているような、静かな海を眺めてみるのはたいへんです。極では、とても寒いので、浮かぶ氷の結晶は結局海氷に収束して固まります。

科学者たちは、火星にも降雪があることを発見しました。彼らは地球上の雪とどう違うのですか？

火星の大気はほぼ純粋な二酸化炭素であり、地球上で気候変動を引き起こしている主な温室効果ガスとして知られています。しかし、火星の大気は私たちの大気よりはるかに薄いので、それは多くの熱を閉じ込めません。火星の夏の素晴らしい日には、気温は華氏70度に達し、その後同じ夜に華氏マイナス100度に下がることがあります。

冬はさらに寒いです。火星の極地の冬はとても寒くなり、空気自体が凍りついて、小さな二酸化炭素の雪が赤血球の大きさになり、極度に深くドライアイスの極冠ができます。

極寒の夜には、火星の大気圏全体の約3分の1が雪のように降り注ぎます。これは部分的な真空を作り、違いを補うために惑星の夏の半球から冬の半球への風を吸います。春になると、これらの惑星規模の風は、ドライアイスがガスに戻って火星の反対側に落ち始めるにつれて逆方向に流れます。

太陽系のさらに遠くに、「氷の巨人」の惑星とその多くの月は、膨大な量の水と二酸化炭素の氷を持っています - 私たちのすべての海よりはるかに多い量。しかし、地球上では、ドライアイスは華氏マイナス110度を超えることはできません。ですから、私たちの惑星には二酸化炭素の雪が降ることは決してありません。

この記事はもともとScott DenningによるThe Conversationに掲載されたものです。ここで元の記事を読んでください。