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3.シガの正体は…解明?シガ発生のメカニズム

シガの正体とスカイが考えたシガ発生のメカニズム!を紹介します。
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ざるですくってみました。シャーベット状と言うより,ザラメ状の氷の集まりと行った方がわかりやすいでしょうか。
シガは川の水が凍ったものですが,オホーツク海の流氷のような氷の塊ではないこと。
○水中写真から,川に張った板状の氷が細かくなったものではないこと。
○川底のゴロ石周りにできた針状の結晶の氷が由来になっていること。
の3点が言えると思います。
シガの結晶が成長する過程をすべて撮影できた訳ではないので,正確ではないかもしれません。

私が行った今までの観測結果を基に,シガの発生のメカニズムを科学的に考えてみました。

(1) 気温が極端に冷えることで,徐々に水温が下がる。川面に突出した大きな岩などは空気に絶えずさらされているた め,気温と共に岩自体の温度も下がる。
(2) 水は空気より温まりにくく冷めにくい。これは,水の比熱が空気より大きいためです。そのため,冷え込みが何日 が続かないと水温が下がらず,凍らない。(シガが-8℃程度の寒い日が何日か続かないと発生しない理由がそこにあ ると考えます)
(3) (2)のため,水温が徐々に,時間をかけて下がっていくので,川の水が過冷却状態(ゆっくり水の温度を下げてい くと,水の凝固点(融点)以下になっても凍らないこと)になる。【2月3日のデータで水温が-0.2℃だったことを 観測した】
(4) 過冷却になった岩石の周りから針状の結晶となって凍っていく。
 【過冷却は静かな状態(動きがない)で,長時間かけて冷やされることが条件なので,流速が速い急な場所(本流や など)ではシガができず,浅瀬など流れが極端に弱く,水の移動がほとんどないような場所でシガが形成される。 】
(5) 大きくなりすぎた結晶が流れに負ける,または日中の水温の上昇にともない,岩石が温められる事で岩石に付着し たところが溶け始め,岩からはがれる。
(6) 密度が水より小さな氷は,川の水に浮かぶ。
(7) 針状の結晶だったものが,流れる過程で細かく砕かれ,ザラメ状になり,シガが形成される。

これがシガ発生のメカニズムではないかと考えました。

また,定点観測場所(大子町役場前の久慈川と押川の合流地点や,北田下など)での継続観測の結果から,白い塊状のシガが,途中で消失したり,また現れたりしていることが明らかになりました。
この理由も,以下のように考えるとうまく説明できます。

(1) 流速は変化しない場所では,シガは常に同じ形を保とうとする性質がある。
(2) 流速が遅いほど大きな形を作りやすい。(シガがザラメ状の氷の集まりであるため)
  ※流れが緩やかな浅瀬瀬ワキやタルミなど)に,大きなシガが見られる根拠がこれだと思います。
(3) 累積した岩石の帯がある部分を超えた水流や,大きな石が並び狭められた川の水は急に速くなる。この部分で シガの粒がばらばらになり,一時的に水中に散在する。そのため,このような部分を過ぎてからしばらくの区間 でシガが見られなくなり,水流が落ち着いてくると,散在していたシガの粒がまた集まってくるため,またシガが見られるようになる。
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テーマ : 茨城県
ジャンル : 地域情報

tag : シガ 久慈川 シガ発生の正体 針状結晶 瀬ワキ 浅瀬 過冷却 密度 比熱

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