中学受験理科｜雪庇はどちら側へ伸びる？｜風下の積雪と張り出し

山の尾根から雪がひさしのように張り出す雪庇。下に岩の地面があるように見えても、雪だけが空中へ伸びている部分があります。どうして尾根の両側へ同じように積もらないのでしょうか。風が雪を運び、風下側へ積もる過程を考えます。この記事は現地での歩行判断ではなく、断面図と雪の量を読む学習用の説明です。

降った場所と積もった場所は違うことがある

雪は空から落ちるだけでなく、風によって移動します。尾根などの地形を越える風が雪を運び、風下側へ張り出す形を作ることがあります。したがって、雪庇の体積が増えた分を、その場所に真上から降った雪の量と同じにすることはできません。周囲から運び込まれた分も考える必要があります。

風向は風が吹いてくる側の名前で表します。西風なら西から東へ向かう流れです。図の右側が東なら、風下は右側になります。ただし、実際の山では地形によって風が曲がることもあり、一枚の写真から長期間の風を完全に復元することはできません。例題では一定方向の風を仮定します。

風が左（西）から右（東）へ吹く模式図。例題の「西が図の右」の図とは向きが異なる。方位を見直す練習として比較する。

例題1｜風下を図で選ぶ

南北に延びる尾根を、西から東へ風が越える模型です。雪が風下側へ張り出すとき、尾根の東西どちら側ですか。また、図の右が西になるよう紙を回転させた場合、張り出しは左右どちらに見えますか。

答え・解説：東側です。紙の右が西なら東は左なので、図では左へ張り出します。紙の左右と地理的な東西は同じとは限りません。風向の名前を矢印へ直し、次に方位を図へ置く順で考えます。

例題2｜張り出しの雪の質量

模型の張り出しを三角柱とし、断面の底辺2m、高さ1m、尾根に沿う長さ5mとします。雪の密度は300kg/m³です。体積と質量を求めましょう。

答え・解説：断面積は2×1÷2＝1m²、体積は1×5＝5m³、質量は5×300＝1500kgです。白い見た目から軽いと決めず、体積と密度を使います。この値は安全に支えられる重さを示しておらず、崩れる時刻や限界を計算したものでもありません。

見える雪面を地面の輪郭にしない

雪の表面と、その下の岩の尾根の位置は一致しないことがあります。断面図では雪面と岩盤の線を別々に描き、どこが張り出しているかを確認します。雪の上から見ただけで岩の端を見つけられるとは限りません。写真で平らに見える場所を、そのまま地面に支えられた面と解釈しないことが大切です。

模型で幅を一メートル増やすとき、三角形の高さや奥行きも変わるのかを読みます。底辺だけが変わるなら体積は底辺に比例しますが、全方向が同じ倍率で変われば体積はその倍率の三乗です。長さの増加をそのまま重さの増加率に移せるのは、他の寸法と密度が一定のときだけです。

圧縮されると厚さが減っても軽くならない

同じ雪が押し固められれば、体積が小さくなって密度が大きくなることがあります。雪の出入りがなければ質量は変わりません。写真で厚さが減ったことを、雪が同じ割合だけ融けて失われた証拠にはできません。密度と体積を別々に記録することで、圧縮と融解による流出を区別する手掛かりになります。

雪庇の変化には新しい降雪、風による移動、気温の変化などが関係します。一定期間の写真を比べるなら、撮影方向や尺度をそろえる必要があります。遠くからの写真で見かけの幅が変わっただけなら、体積の増加を確定できません。観察できた輪郭と、仮定した三次元の形を分けて書きます。

雪崩の図と何が違うか

雪庇の崩落と、斜面上の積雪がすべる雪崩は、関係する場合がありますが同じ図ではありません。雪庇では張り出した雪の形と支え、雪崩ではすべる面や斜面の積雪に注目します。形を見て名称を当てるだけでなく、どの部分が動いたと説明されているかを確認します。自然現象の模型は、必要な要素を選んで単純化したものです。

重さを求められたからといって、現場の安定性まで分かったわけではありません。雪の内部構造や割れ目など別の情報が必要です。入試の計算で求めた体積や質量と、現地の危険を判断する情報を混同しない姿勢も、条件を大切にする理科の読み方です。

平面図の風を断面図へ移す

尾根が南北に延びる図で西風を考えるなら、東西方向の断面を取ると、尾根を越える風と張り出す雪を一枚に描けます。南北方向に切った断面では、尾根に沿った形を見ることになり、同じ説明図にはなりません。地図に断面の線が描かれているときは、その線の両端の方位を先に読み、左端から右端へ何を見ているかを確認します。

紙を回しても風下の地理的な方位は変わりません。変わるのは紙面上の左右です。例題一では「東側」と答えてから、「右が西なら東は左」と読み替える二段階に分けます。最初から右側と覚えると、図の向きが変わっただけで答えが逆転します。北を上にした地図に慣れている場合ほど、方位記号を毎回見る習慣が役立ちます。

雪の量の表では、降雪の深さ、積雪の深さ、雪を融かした水の量も区別します。新しくふんわり積もった雪と、圧縮されて密になった雪では、同じ厚さに含まれる水の量が違うことがあります。例題二で質量を計算できるのは密度が指定されているからです。厚さだけを与えられた写真から、密度を決めずに重さへ進むことはできません。

また、尾根全体の雪の量が増えたことと、張り出した部分だけが増えたことも異なります。風で雪が尾根の反対側から移動したなら、全体としては同じ量でも分布が変わり得ます。図へ雪の流入と流出の矢印を加え、調べる範囲を囲むと、この違いが見えます。雪庇の問題は、風向の読み方、立体の体積、物質の収支を一つの風景へ結び付ける題材です。計算で扱う範囲を決めてから、必要な寸法を拾いましょう。