新幹線で山を越えると、それまで晴れていた窓の外が一面の雪景色に変わる。冬の日本では、同じ緯度にある場所でも、山脈のどちら側にいるかで天気が大きく違います。日本海側の雪を生むのは、単に北から来る冷たい空気ではありません。その途中に、凍っていない広い海があることが重要です。
大陸から来た乾いた空気は、日本海を渡る間に熱と水蒸気を受け取り、雪雲へと姿を変えていきます。海が材料を供給し、風が運び、山が雲を発達させる。この三つの働きが重なる場所に、日本有数の豪雪地帯ができました。
乾いた大陸の風が、海の上で雪雲になるまで
冬のユーラシア大陸は強く冷え、シベリア高気圧が発達します。日本の東側に低気圧がある「西高東低」の気圧配置では、大陸から日本列島へ向かう北西寄りの風が吹きやすくなります。ただし、出発時の空気に水蒸気は多くありません。
ところが、日本海の海面は、その空気に比べれば暖かく、熱と水蒸気を空気に与えます。海面との温度差が大きいほど対流が発達しやすく、下から暖められた空気は、海の上で上昇を始めます。
上昇した空気は、周囲の気圧が低くなることで膨張し、冷えていきます。水蒸気の一部が小さな水滴や氷の粒となって雲をつくり、その中で雪の結晶が成長。衛星画像で日本海に見える筋状の雲は、こうした対流が風に沿って並んだ姿です。大陸で完成した雪雲を運んでくるだけではなく、海の上で雪雲が育っています。
冬型の代表的な仕組みを示した模式図です。雪雲は山に達する前から発達し、風向や寒気によっては平野部でも大雪になります。
雪国を支える「暖かい海」の意味
雪の説明に暖かさが登場すると、不思議に感じるかもしれません。ここでいう暖かい海とは、泳げるほど暖かいという意味ではなく、上を通る冬の寒気との比較です。気温が大きく下がっても、海は陸地ほど急には冷えません。
日本海には対馬海峡を通って対馬暖流が入り、熱を運んでいます。夏から秋に蓄えられた熱も、冬の空気を暖める一因です。ただし、海水がそのまま凍って雪になるのではありません。いったん蒸発した水分が、雲の中で雪へと変わっていくのです。
冷たさだけで雪の量は決まりません。非常に寒くても水蒸気の少ない地域では、降雪量が限られることがあります。日本海側では、雪を解かさない冷たい空気と、雪の材料を補給する海が近接している。この組み合わせが、比較的温暖な緯度に大雪をもたらす理由の一つです。
山の斜面で強まる雪と、太平洋側の乾いた空気
雪雲が列島に近づくと、山地の影響が加わります。風が山の斜面に沿って持ち上げられると、空気はさらに冷え、水滴や氷の粒が増えやすくなるためです。風上側の山地や山沿いで雪が強まる現象は、海からの供給と地形による上昇が重なった結果といえるでしょう。
山を越えて反対側の斜面を下る空気は、圧縮されて暖まるため、相対湿度が下がり、雲が消えやすくなります。風上側ですでに雪や雨として水分を落としていることも、太平洋側が乾燥する理由の一つです。
ただし、山脈を水分を一滴も通さない壁と考えるのは不正確です。強い風で雪雲が山を越えることもあれば、低い峠や谷に沿って流れ込む場合もあります。また、太平洋側の雪には、南岸を進む低気圧が海から湿った空気を運び込む別の仕組みがあり、冬型の日の説明をそのまま当てはめることはできません。
山だけでなく、平野にも大雪が降る理由
「山にぶつかって雪になる」だけでは、海岸沿いの市街地で積雪が急増する理由を説明しきれません。雪雲は山に達する前から存在し、上空の強い寒気によっては、海上や平野でも十分に発達するからです。
気象庁は、山間部を中心に雪が多い場合を山雪、海岸や平野部を中心とする場合を里雪と呼んでいます。山雪で大きな役割を担うのは、強い季節風と山による上昇。一方、里雪では上空の寒気や海岸付近で空気が集まる場所も重要で、地上の風の強さだけでは降り方を説明できません。
大雪のニュースで耳にするJPCZは、日本海寒帯気団収束帯の略称です。朝鮮半島北部の山地などで分かれた寒気の流れが日本海で合流すると、細長い範囲で上昇流が強まり、発達した雪雲が並ぶことがあります。雲の帯が同じ地域へ次々に入る間は、平野でも雪がやむとは限りません。帯の位置次第で、同じ県内に大きな積雪差が生じるのです。
降った雪の量と、地面に残る雪の深さ
同じ雪雲が通っても、地上の景色が同じになるとは限りません。雪片は落下中の暖かい層で解けることがあり、地表付近の気温や湿度によって、雪、みぞれ、雨の違いが生じます。海に近い低地と標高の高い山では、雪として届く条件も異なります。
さらに、降雪と積雪は別の量です。新しく降った雪は、時間とともに締まり、解けたり、風に移動させられたりします。一日の降雪量を足し合わせても、そのまま現在の積雪の深さにはなりません。ふわりと積もった雪と、圧縮された雪とでは、同じ深さでも含む水の量が違うのです。
暖冬なら大雪が一切なくなる、という関係でもありません。雪の季節全体が短くなることと、強い寒気が来た数日間に大量の雪が降ることは両立します。海面の温度、寒気、風向、地形、地上の気温がその都度組み合わさり、どこにどれだけ雪が残るかが決まるためです。
冬の日本海は、雪国の向こうにある風景ではなく、雪を生み出す過程の一部です。海で始まった空気の変化を山の向こうまで追うと、隣り合う地域の天気が正反対になる理由も、ひと続きの現象として理解できます。