みんなは、凍った滝を見たことある？NoPちゃんはまだないんだ。
テレビとか雑誌でしか見たことないんだけど、一度は見てみたいよね。
でもそこで疑問！なんで滝って常に流れてるのに凍るんだろうね。どこから凍り始めるんだろ。
じゃあ調べてみよう！滝はどうやって凍るの？ ― 流れている水が凍る仕組み！
結論
滝は、流れている水が一気に全部凍るわけではありません。
まず、気温が氷点下になることで岩や滝の周囲が冷え、そこに触れた水の一部が凍ります。
その氷の上をさらに水が流れ、
少し凍る
→ 氷が厚くなる
→ またその上に水が流れる
→ さらに凍る
ということを繰り返して、少しずつ滝全体が氷に覆われていきます。
つまり、滝が凍るのは
水が流れながら、表面から少しずつ氷が育っていく
からです。
流れている水でも凍るの？
凍ります。
「水は動いているから凍らない」と思うかもしれませんが、水は流れていても十分に冷えれば凍ります。
ただし、止まっている水よりは凍りにくいことがあります。
流れている水は常に入れ替わるため、少し温かい水が次々に流れてくるからです。
それでも気温が低い状態が続けば、水の一部はどんどん熱を失って凍っていきます。
最初はどこから凍るの？
多くの場合、
岩や滝の端、飛び散った水滴
などから凍り始めます。
岩は外気によって冷やされやすいため、氷点下になると表面もかなり冷たくなります。
そこへ水が触れると、水の熱が岩へ奪われて凍りやすくなります。
さらに、滝から飛び散った細かい水滴は量が少ないため冷えやすく、
周囲の岩や木、すでにできた氷に付着して凍る
ことがあります。
つららはどうやって伸びるの？
滝が凍ると、たくさんのつららができます。
つららも一気に完成するわけではありません。
まず、氷の表面を少量の水が流れます。
その水が先端まで移動し、そこで少しずつ凍ります。
また水が流れてくる
↓
先端で凍る
↓
少し長くなる
ということを繰り返して、
下方向へどんどん成長していきます。
滝全体が凍っているように見えるのはなぜ？
最初は岩の表面や滝の端だけだった氷が、時間とともに厚くなります。
さらに、
- 水しぶき
- 流れてきた水
- つらら
などが次々に凍ってつながります。
すると、最終的には
大きな氷の壁
のように見えるようになります。
これが、いわゆる「氷瀑」と呼ばれる状態です。
完全に凍ったように見えても中では水が流れている？
あります。
むしろ珍しくありません。
氷の表面は外気に直接触れているため冷えやすいですが、氷の内側は外気の影響を受けにくくなります。
さらに滝では水が常に流れ続けています。
そのため、
外側は分厚い氷
内側では水が流れている
という状態になることがあります。
見た目は完全に止まっている滝でも、耳を澄ますと氷の奥から水音が聞こえることもあります。
なぜ氷の下の水は凍りにくいの？
氷には、
熱を伝えにくい性質
があります。
一度氷の層ができると、その氷が断熱材のような役割をします。
すると外の冷たい空気が、内側を流れる水まで届きにくくなります。
そのため、
表面は凍っているのに
↓
内部では水が流れている
という状態が起こります。
これは湖や池が表面から凍るのと少し似ています。
滝は何度くらいで凍るの？
水は基本的に0℃付近で凍りますが、
気温が少し0℃を下回っただけで、大きな滝がすぐ凍るわけではありません。
滝には絶えず水が流れています。
そのため、まとまった氷を作るには、
氷点下の状態が長時間続くこと
が重要です。
特に、
- 強い冷え込み
- 日照が少ない
- 水量が少ない
- 風で熱が奪われやすい
といった条件では、凍結が進みやすくなります。
気温が同じでも凍る滝と凍らない滝があるのはなぜ？
滝が凍るかどうかは、気温だけでは決まりません。
例えば、
- 滝の水量
- 水温
- 日当たり
- 風
- 岩の形
- 標高
- 冷え込みが続いた日数
などが関係します。
日中に太陽がよく当たる滝なら、夜に凍っても昼間に一部が溶けることがあります。
そのため、
何日も寒い日が続いたときに、一気に氷瀑が成長する
ことがあります。
青く見える氷があるのはなぜ？
大きく成長した氷瀑では、氷が青っぽく見えることがあります。
氷が厚くなると、光の一部が内部で吸収されます。
特に赤っぽい光が吸収されやすく、
青い光が残りやすくなる
ため、青く見えることがあります。
氷河が青く見えるのも似た理由です。
滝が凍ったら危なくないの？
かなり危険なことがあります。
氷瀑は見た目がきれいですが、
巨大な氷の塊が突然崩れる
ことがあります。
気温が上がると氷が溶けて弱くなり、つららや氷の壁が落下する可能性があります。
そのため、凍った滝を見に行く場合は、
氷の真下や崖の近くに不用意に近づかないこと
が重要です。
滝が完全に止まることはある？
条件によっては、
見た目ではほぼ完全に凍ったようになることがあります。
ただし大きな滝では、
氷の内部や裏側を少量の水が流れ続けている
こともあります。
本当に水の流れまで完全に止まるには、
水量が少なく、かなり厳しい寒さが長く続く必要があります。
まとめ
滝は、
流れている水が一瞬で凍ってできるわけではありません。
まず岩や水しぶきの一部が凍り、
その上を流れる水がさらに凍ることで、
氷が少しずつ成長していきます。
その結果、
氷が積み重なって巨大な氷瀑ができる
というわけです。
そして、見た目では完全に凍っていても、
氷の内側では水が流れ続けていることがあります。
冬の滝は止まっているように見えても、
実際にはその内側で、
水と氷が同時に動き続けている
のです。
キーワード
滝 / 滝 凍る / 氷瀑 / つらら / 水 氷 / 冬 / 氷点下 / 凍結 / 自然現象 / 寒さ
※本記事では、文章作成および画像生成の一部にAIを活用しています。
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