針氷

針状氷は、地下水によって形成される針状の氷柱です。針状氷は、土壌の温度が 0 °C (32 °F) を超え、空気の表面温度が 0 °C (32 °F) 未満の場合に形成されます。地下の液体の水は毛細管現象によって地表に上昇し、その後凍結して針状の氷柱の成長に寄与します。このプロセスは通常、気温が最低になる夜間に発生します。

針氷は通常数センチの長さで、成長すると小さな土粒子を持ち上げたり押しのけたりすることがあります。傾斜面では、針氷が土壌の変形を引き起こす要因となることがあります。^[1]^[2]

針状氷の別名は「霜柱」（ドイツ語で「Säuleneis」）、「霜柱」、「噴出氷」、「Kammeis」（ドイツ語で「櫛氷」を意味する）、「Stängeleis」（茎のような構造を指す別のドイツ語）、「霜柱」（日本語で霜柱を意味する）、「pipkrake」（スウェーデン語の pipa（管）とkrake （弱い、細かい）に由来し、1907年にヘンリック・ヘッセルマンによって造られた）などである。^[3]

フロストフラワーやヘアアイスと同様の現象は、生きている植物や枯れた植物、特に木に発生することがあります。

形成

針状氷が形成されるには、氷の分離というプロセスが必要です。これは、多孔質媒体で過冷却水が既存の氷に凍結し、氷/水界面から離れて成長するときにのみ発生します。水が氷に浸透すると、レンズ、リボン、針、層、または氷の糸の形で個別の氷片に分離します。^[4]

針状氷は、川岸や土壌段丘に沿ってよく見られます。また、石の周りの隙間や、模様のある地面のその他の場所でも見られます。土壌の性質の多様性も、針状氷が見つかる場所に影響します。土壌がはるかに深く、肥沃な場所は、氷の成長に影響を与える可能性があります。したがって、土壌が深いほど、水分含有量が多くなり、氷が発達します。地下水が外気（凍結）にさらされている場所ならどこでも、針状氷が形成される可能性があります。^[5]

針状氷は、シルトや有機物含有量の高い土壌に最も適しています。針状氷は、最大数センチメートルの長さの細い氷片の集まりで構成されています。文献によると、記録された最大の針状氷は長さ10センチメートルですが、^[6]たとえばゲルドゥベリでは長さ15〜20センチメートルの標本が観察されています。

針状氷は、湿った水を通す土壌からゆっくりと成長し、太陽の光で徐々に溶けていきます。見た目はさまざまですが、常に地表に対して垂直に氷が成長していきます。針状氷は、一連の糸状の結晶のように見え、直線または曲線を描いています。通常は、気温が氷点下（0℃）に下がる朝に形成されます。^[7]

環境への影響

針状氷の出現は土壌撹乱の地形学的要因として認識されており、多くの小規模な地形を引き起こしています。^{[8]針状氷の現象は、}周氷河環境のパターン化された地面において特に重要な役割を果たしています。 ^[8]

針状氷の成長により、氷の層の上に乗っている分離した凍った土壌の地殻が持ち上がる。地殻と氷が溶けると、土壌表面は不規則に沈下する。この現象は、特に川岸の侵食と関連している。^[8]

針状氷は土壌中の岩石を地表に向かって押し上げ、地表の岩石を近くの窪みに移動させる傾向がある。^[9]針状氷の活動によって生じた窪みは針状氷盤として知られ、針状氷によって生じた塊は「ナビン」として知られている。^[10]

植物の成長

針氷は植物の成長に影響を与えます。^[8] 苗木は針氷によって地面に持ち上げられることがよくあります。地面が苗木の茎と根を固めると、苗木は土につかまれ、針氷の形成によって地面から押し上げられます。針氷が溶けると、苗木は地面に正しく定着せず、枯れてしまいます。苗木が針氷によって部分的に持ち上げられたとしても、根の乾燥により枯れることがあります。^[11]

参照

参考文献

^ Isbell, D.: Needle Ice on Mt. Osceola、 2005年7月10日のEPOD、2006年5月27日にWayback Machineにアーカイブ。URL最終アクセス日2007年12月7日。
^ Pidwirny, M.: Fundamentals of Physical Geography、第 2 版、セクション 10(ag)、Periglacial Processes and Landforms。URL 最終アクセス日 2007-12-07。
^ Lawler, DM：「針状氷に関するいくつかの観察」、Weather、第44巻、pp.406-409、1989年。
^ 「氷の分離プロセス」。my.ilstu.edu 。 2017年3月2日閲覧。
^ 「HikersNotebook – Needle Ice」。hikersnotebook.net 。2017年3月2日閲覧。
^ アウトカルト、サム I. (1970)。「連続ニードルアイスイベント中の時間依存性の研究」(PDF)。気象学、地球物理学および生物気候学のアーカイブ、シリーズ A。19 (3): 329–337。ビブコード:1970AMGBA..19..329O。土井：10.1007/BF02250898。hdl : 2027.42/41660。S2CID 38668219。
^ 「Needle Ice – Ice Segregation in earth」. my.ilstu.edu . 2017年3月2日閲覧。
^ abcd グラブ、ステファン (2013)。「Needle-Ice」。グーディー、アンドリュー (編)。地形学百科事典。ラウトレッジ。p. 709。ISBN 9781134482764。
^ Pérez, Francisco L. (1991). 「高アンデス山脈のパラモにおけるオフロード車の交通による粒子選別」CATENA . 18 (3–4): 239–254. Bibcode :1991Caten..18..239P. doi :10.1016/0341-8162(91)90024-R.
^ Goudie, Andrew (2014年7月). 「地形学のアルファベット順用語集」(PDF) . 国際地形学者協会. 2020年2月5日閲覧。
^ Pérez, Francisco L. (1987-01-01). 「ベネズエラパラモにおける針状氷の活動と茎ロゼット樹種の分布」.北極およびアルパイン研究. 19 (2): 135–153. doi :10.2307/1551247. JSTOR 1551247.

さらに読む

カーター、ジェームズ（2013）。「花と氷のリボン」。アメリカン・サイエンティスト。101 （5）：360-69。doi ： 10.1511/2013.104.360。

外部リンク

ウィキメディア・コモンズのニードルアイスに関連するメディア

ニードルアイスビデオ
もう一つの針氷のビデオ

[isbell-1] Isbell, D.: Needle Ice on Mt. Osceola、 2005年7月10日のEPOD、2006年5月27日にWayback Machineにアーカイブ。URL最終アクセス日2007年12月7日。

[pidwirny-2] Pidwirny, M.: Fundamentals of Physical Geography、第 2 版、セクション 10(ag)、Periglacial Processes and Landforms。URL 最終アクセス日 2007-12-07。

[lawler-3] Lawler, DM：「針状氷に関するいくつかの観察」、Weather、第44巻、pp.406-409、1989年。

[4] 「氷の分離プロセス」。my.ilstu.edu 。 2017年3月2日閲覧。

[5] 「HikersNotebook – Needle Ice」。hikersnotebook.net 。2017年3月2日閲覧。

[6] アウトカルト、サム I. (1970)。「連続ニードルアイスイベント中の時間依存性の研究」(PDF)。気象学、地球物理学および生物気候学のアーカイブ、シリーズ A。19 (3): 329–337。ビブコード:1970AMGBA..19..329O。土井：10.1007/BF02250898。hdl : 2027.42/41660。S2CID 38668219。

[7] 「Needle Ice – Ice Segregation in earth」. my.ilstu.edu . 2017年3月2日閲覧。

[grab-8] グラブ、ステファン (2013)。「Needle-Ice」。グーディー、アンドリュー (編)。地形学百科事典。ラウトレッジ。p. 709。ISBN 9781134482764。

[perez-1991-9] Pérez, Francisco L. (1991). 「高アンデス山脈のパラモにおけるオフロード車の交通による粒子選別」CATENA . 18 (3–4): 239–254. Bibcode :1991Caten..18..239P. doi :10.1016/0341-8162(91)90024-R.

[10] Goudie, Andrew (2014年7月). 「地形学のアルファベット順用語集」(PDF) . 国際地形学者協会. 2020年2月5日閲覧。

[perez-1987-11] Pérez, Francisco L. (1987-01-01). 「ベネズエラパラモにおける針状氷の活動と茎ロゼット樹種の分布」.北極およびアルパイン研究. 19 (2): 135–153. doi :10.2307/1551247. JSTOR 1551247.