亜熱帯気候

雪下気候（ラテン語で「下」（sub-）と「雪の」（niveus）および英語の-anから）^[1]は、積雪と地形の間の環境です。これは、断熱性と捕食者からの保護を提供するため、多くの冬眠動物の環境です。雪下気候は、降雪時に始まる破壊的変態、積雪表面への水蒸気の移動である建設的変態、および雪が融解/昇華して水蒸気になり、積雪内で再凍結する融解変態という、3つの異なるタイプの積雪変態によって形成されます。これらの3種類の変態により、個々の雪片が氷の結晶に変化し、小動物が移動できる雪の下に空間が作られます。

雪下動物相には、生存のために冬の積雪に頼らなければならないネズミ、ハタネズミ、トガリネズミ、レミングなどの小型哺乳類が含まれます。これらの哺乳類は、熱損失や一部の捕食者から身を守るために雪の下を移動します。永久凍土のない冬の地域では、積雪が6インチ（15cm）以上の深さに達すると、積雪上の気温に関係なく、雪下帯の温度は32°F（0°C）近くを維持します。雪が最後の1インチ程度まで溶けると、これらの小型哺乳類が残した曲がりくねったトンネルを上から見ることができます。

キツネや大型のフクロウなどの冬の捕食動物は、雪の中から獲物の音を聞き、上から襲い掛かることができます。オコジョは積雪の下に入って狩りをすることができます。スノーモービルやATVは雪下の空間を崩す可能性があります。積雪が十分に深ければ、スキーやスノーシューで雪下の空間を崩す可能性は低くなります。

大型の動物も雪下の空間を利用しています。北極では、ワモンアザラシは雪の下や氷の開口部の上に閉じた空間を持っています。そこで休息したり眠ったりするほか、メスのアザラシは氷の上で子どもを産みます。メスのホッキョクグマも雪洞に巣を作って子どもを産みます。どちらのタイプの巣穴も外気温から保護されています。これらの広い空間は動物の活動によって形成されるもので、地熱によるものではありません。

破壊的変成作用は、雪が地面に降り積もるにつれて始まり、多くの場合、溶けて、再凍結して、沈殿します。水分子が再配列され、雪片の外観がより球形になります。^[2]これらの溶けた雪片は、周りの雪片と融合し、すべてが均一なサイズになるまで大きくなります。雪が地面にある間、雪片が溶けて結合すると、空気層が縮小して積雪の高さが低くなり、積雪の密度と機械的強度が増加します。密度が0.1 g/cm ³の新雪は、非常に優れた断熱性を備えています。しかし、時間が経つにつれて、破壊的変成作用により、雪片間の空気層がなくなるため、積雪の断熱性が低下します。長期間地面に落ちた雪の平均密度は0.40 g/cm ³で、熱伝導率が高いです。しかし、密度が約 0.3 g/cm ³の 50 cm の積雪が積もると、積雪の深さが密度を補うため、積雪下の温度は比較的一定に保たれます。破壊的変態は、時間、場所、天候に左右されます。気温が高い場合、水がある場合、温度勾配が大きい場合 (例: 暖かい日が続いて夜が寒い場合)、標高が低い場合、太陽放射を大量に受ける斜面の場合、破壊的変態はより速く進行します。時間が経つにつれて、雪は定着して空気層を圧縮しますが、このプロセスは風の圧縮力によって促進されます。^[3]

雪が圧縮されると、雪からの放射がより多く反射され、長波および短波放射の浸透が減少します。積雪を通じた光の透過が制限されるため、雪の下での光の利用可能性が低下します。密度が 0.21 g/cm ³の場合、積雪 20 cm まで浸透できる光はわずか 3% です。深さ 40 cm では、雪面から地面に透過する光は 0.2% 未満です。この光透過率の低下は、臨界圧縮に達するまで続きます。これは、氷結晶の表面積が減少し、光の屈折と散乱が減少するために発生します。密度が 0.5 g/cm ³に達すると、総表面積が減少し、内部屈折が減少し、光が積雪のより深くまで浸透できるようになります。^[3]

建設的変態は、積雪内の水蒸気の上向きの動きによって引き起こされます。地表に近いほど気温が高くなります。これは、地核から熱を受け取るためです。雪は熱伝導率が低いため、この熱が保持され、積雪の下の空気とその上の空気の間に温度勾配が生じます。暖かい空気はより多くの水蒸気を保持します。昇華のプロセスを通じて、新しく形成された水蒸気は、氷の結晶間の空気層を通過して、高濃度（地面近く）から低濃度（積雪表面近く）への拡散によって垂直に移動します。^[4]水蒸気が積雪の上部に達すると、はるかに冷たい空気にさらされて凝縮および再凍結し、積雪の上部に氷の結晶を形成します。これは、雪の上の地殻の層として見ることができます。

融解変成作用とは、雪が溶けることによって変質することです。融解は、周囲の温度の上昇、雨、霧によって促進されます。雪が溶けると水が生成され、重力によってこれらの分子が下に引っ張られます。地面に向かう途中で再凍結し、中間層で厚くなります。この再凍結プロセス中に、エネルギーが潜熱の形で放出されます。表面から降りてくる水が増えるほど、より多くの熱が発生し、積雪柱全体がほぼ同じ温度になります。雪の固化により、雪の粒子が結合するため、積雪が強化されます。木の周りや樹冠の下の雪は、長波放射の再放射により、より速く溶けます。雪が古くなるにつれて、不純物の粒​​子（松葉、土、葉など）が雪の中に蓄積します。これらの黒くなった物体は短波放射をより多く吸収するため、温度が上昇し、長波放射をより多く反射します。

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