雹
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性状と特徴
対流のある積乱雲の中で発生し、強い上昇気流に支えられて滞空するものの、やがて大きくなり、また気流が弱まり支えきれなくなって落下する。強い雷と共に発生する場合が多い[注釈 1][1][2][5]。
霰のうち氷霰と雹は、どちらも対流雲から降る透明・半透明の氷の粒で、氷霰が大きく成長したものが雹である。2つは大きさによって区分され、直径5 mm未満の氷粒は霰となる[2]。
雹の大きさは直径5 mmから50 mm (5 cm)程度（およその目安として小豆大からゴルフボール大程度）のものが多く、頻度としては10 mm (1 cm)以下のものが多い。しかし、稀にもっと大きなものが降る場合があり、また大きな雹同士がくっつき部分的に融合して大きな不定形の塊を形成することがある[2][3]。
大きな雹の落下速度は50キロメートル毎時(km/h)を超え、5 cm以上の巨大な雹には100 km/hに達するものもあるとされる[1][6]。
雹が落下するときには、小さいものでもパタパタ、パラパラという音を立てる。大量に降った場合、雨の音と混じるなどして非常に大きな音を出し、周囲の音が聞こえないくらいの騒音となることもある。
降雹の継続時間は短く、15分を超えることはめったにないとされる[7]。
降雹の範囲はだいたい幅数キロメートル(km)、長さ10 km程度で、被害の範囲は狭い。稀に100 km以上に広がることがある[8]。
発達した積乱雲、おおむね雲頂が6,000 mを超えるようなもので雹が生じうる[9]。どの積乱雲の中でも氷晶や霰が形成されているが、そのうちどの積乱雲が霰を雹にまで発達させるのかは、研究の途上にある[10]。なお、上昇流と下降流が分離して持続する構造をもつスーパーセル型の雷雨では強い雹が発生しやすいことは知られている[11]。
雹の成長と積層構造
雹は、強い上昇気流のある雲の中で、凍結成長する0℃以下の層と、部分的に融解する0℃以上の層（融解層）とを、上下に行ったり来たりすることで成長すると考えられる。0 ℃以下の層には過冷却の水滴（雲粒）が多く存在し、この中をやや大きな氷晶が通過するときに周囲の粒を捕捉して成長する[注釈 2]。0 ℃以上の層では氷塊の表面が融解して膜のように付着した状態となり、これが再び凍結すると透明な氷の層となる[1][12]。
雹を割った断面を観察すると、透明な層と半透明な層が交互に重なる積層構造をしたものが見られ、その成長過程を垣間見ることができる。一方、そうした層が見られない透明・不透明な氷のみの形もある[2][3][12]。
半透明な部分は、低温下で芯となる雹に雲粒が付着してすぐに凍結し隙間に空気が残っている。透明な部分は、比較的高い温度の下で雲粒が融解して空気が抜けてから凍結している。成長過程として、前者を乾燥成長、後者を湿潤成長とも呼ぶ[2][3][12]。
芯となる雹は数 mmから1センチメートル(cm)程度で大抵は幾何中心からずれている（偏芯）。積層は5層以下のことが多いが、巨大な雹では20層以上あった例もある[2][3][12]。
雹の密度は比較的大きく、比重は0.85グラム毎立方センチメートル(g/cm3) - 0.92 g/cm3程度の値をとる。空気を多く含む場合はやや小さな値になる[2][3]。
積乱雲付近の上空で乾燥した空気の流入があると、蒸発による冷却効果が大きくなり、雹が生じやすく・大きく成長しやすくなる[13]。
気温がおよそ-30℃を下回るような低温の層では、過冷却水滴がわずかしかなく雹はほとんど成長しない[14]。
記録が残っている中で世界最大の雹は、1917年（大正6年）6月29日に埼玉県大里郡熊谷町（現：熊谷市）に降ったカボチャ大の雹で、直径七寸八分（29.6 cm）、重さ九百匁（3.4 kg）とされる[15] 。なお、アメリカ海洋大気庁によれば、2003年6月22日にアメリカ合衆国ネブラスカ州に降った直径7.0インチ（17.8 cm）、周囲18.75インチ（47.6 cm）の雹を世界最大としている[16][17]。
雹が積雪のように積もることもある。2019年6月30日、メキシコハリスコ州グアダラハラでは最大2 mほど雹が積もったことがある。丘陵地帯では少なくとも50台の自動車が氷の濁流に押し流され、中には氷の下に埋没した車もあった[18]。
雹と気候・季節
積乱雲による雷雨が最も多いのは熱帯だが、雹の発生が最も多いのは中緯度の内陸で、熱帯を上回る。これは、熱帯では高い高度まで0℃以上の暖かい空気があるためと考えられ、熱帯では主に標高の高い地域に雹が多い。雹の発生条件のひとつとして気温0℃の対地高度が約3,500 mあるいは4,000 m以下というものがある[14][19][13]。
また、平地よりも山地のほうが多いが、地形性の上昇気流が雷雲の発達に寄与することや、標高が高いと地表に達するまでの時間が短いことが理由と考えられる。インド北部やバングラデシュの山岳地帯が代表的な例として挙げられ、雹による死亡者数が最も多く報告されている地域でもある。中国チベット高原中央部、アルプス山脈、ピレネー山脈も地形性の雹の多発地帯である[13]。
中国内陸部でもしばしば雹の被害が報告される[20]。ヨーロッパでは、ドイツ南部・西部、ベネルクス南部・東部、フランス北部・東部にかけての地域やイタリア北部[21]、セルビアやクロアチア[22]で雹が多い。
北アメリカでは、ロッキー山脈風下の地域に比較的多く、最も多いアメリカコロラド州・ネブラスカ州・ワイオミング州は"Hail Alley"（雹街道）の異名もある[23]。
雹の発生頻度の世界的分布を示す資料もあるが、雨のような緻密な観測によるものではない。Court・Griffiths(1981)による降雹日数の等日線図[24]が用いられることがあるが、情報源は人が居住する地域の観測報告に限られること（報告例は人口密度の高い地域に偏っている）、雹が局地的な現象であることに留意する必要がある。観測データにモデルによる推定を加えて分布を作成することも試みられている。なお、人口増加や携帯機器の普及などで報告件数の増加・変化もみられている[13]。
中緯度では雷雨の発生頻度に関連し、夏に雹が多くなる傾向にある[14]。ただし、地中海周辺部では秋に最も多い地域がある[22]。日本では盛夏にあたる8月前後よりも初夏の5 - 6月に多い傾向があり、日本海側では冬季にも季節風の吹き出しに伴って積乱雲が発生するので降雹がある。
注釈
- ^ 雲の中で雷のもととなる電荷が蓄積される過程に霰が関与しており、雷と霰・雹は関連が強い[4]。
- ^ 表面捕捉成長（ライミング）。降水過程#凝結過程も参照。
- ^ SYNOP・SHIPなどに用いる96種天気。地上天気図#天気参照。
- ^ METARやTAF
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- ^ 1939年インドのハイデラバードにて、また1902年中国のユーウにて、複数が固まった3.4 kg - 4 kgの雹が報告されているとする資料もある[5]。
出典
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