除雪機の仕組み

20 世紀初頭から半ばにかけて、スノースキーというスポーツの人気が急上昇しました。 ますます多くの人がこのスポーツを発見し、毎年の伝統にするにつれて、スキー場は非常に収益性の高いビジネスになりました。 しかし、リゾートのオーナーたちは大きな問題を抱えていました。彼らの仕事において、成功は完全に天候に左右されるのです。 雪が降らなかったり、雪が十分に降らなかったりした場合は、天候が協力すると判断するまですべてを閉鎖しなければなりませんでした。 世界の多くの地域では、スキーシーズンは 1 ～ 2 か月に限られていました。

もちろん、解決策は、自然が供給できなかった場合に備えて、必要なときに雪を作る方法を見つけることでした。 その結果、スノーガンと呼ばれる発明が生まれました。 この装置は、リゾートの所有者が雪の最上層の一貫性をより詳細に制御できるようになり、より良いスキー条件を作り出すことができるため、天然雪が豊富な場合でも有用であることが証明されました。 最近では、世界中のほとんどのスキー場で造雪機が標準装備されています。 このおかげで、多くのリゾートは年間 4 か月以上営業することが可能になり、年間を通じて営業している屋内ゲレンデもいくつかあります。

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この記事では、これらの降雪銃について、その仕組み、何ができるのか、そして理想的なスキー条件を作り出すためにオペレーターがどのように使用するのかを見ていきます。 したがって、次回スキーに行くときは、その完璧な雪がどこから来るのかを正確に知ることができます。

一般的な概念の 1 つは、機械で作られた雪は人工的なものであるということです。 これは実際にはそうではありません。実際には空から降ってくるものと同じもので、気象条件ではなく機械によって作成されただけです。 このマシンの動作は気象システムとは大きく異なりますが、達成することはまったく同じです。 機械がどのように雪を作るかを理解するには、まず雪が自然にどのように発生するかを調べることをお勧めします。

雪は大気中の水蒸気から生まれます。 雲は、大気中の水蒸気（気体の形の水）が凝縮するまで冷えるとき、つまり気体から液体または固体に変化するときに形成されます。 雲の中の水滴は非常に軽いため、大気中の空気によって浮遊します。 液滴が重くなりすぎると、沈殿の形で落下します。 十分に寒い場合、この水蒸気は液体の水滴として凝縮せず、小さな氷の結晶として凝縮します。 世界のほとんどの地域では、雨は通常、雪として始まりますが、大気中を降るにつれて溶けます（夏でも雲レベルでは非常に寒いです）。

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奇妙なことに、水は「氷点下」（華氏 32 度/摂氏 0 度）では自動的に凍りません。 純水が形状を変えるのに十分な熱エネルギーを失うには、純水をさらに低い温度 (マイナス 40 °F/マイナス 40 ℃ という低い温度) まで冷却する必要があります。 しかし、通常、雲の中の水は、水分子が合体するのを助ける天然物質の微小な核生成剤の働きにより、摂氏 32 度付近で凍結します。 核生成剤は水分子を引き付け、そのエネルギーが減少して氷の結晶が形成されます。 雪の結晶の核生成物質は、大気中に浮遊する単なる土片、バクテリア、その他の物質です。 水は核生成器上で凝縮し、それが雪の結晶の核、つまり中心になります。

雪の結晶が雲の周りを移動すると、より多くの水の粒子が雪の上に凝縮し、凍って結晶になります。 個々の結晶が集まって雪の結晶が形成されます。 雪の結晶は重くなるにつれて、地球に向かって落ちていきます。 底まで十分に冷えている場合、フレークは表面に到達してもまだ凍っています。

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前のセクションでは、十分に低い温度で、多くの場合核生成器の周囲で水蒸気が凝結し、氷の結晶になるときに雪が形成されることを見ました。 したがって、雪を製造するために必要なのは水と涼しい温度です。

ある種の核生成剤を給水に混ぜると、プロセスの進行に役立ちます。 水には核生成剤として機能する物質がすでに多く含まれていますが、地面に到達する前により多くの水滴が確実に凍結するため、数を増やすことは良い考えです。 最も広く使用されている核形成剤の 1 つは、水分子を引き付けるのに特に優れている Snomax と呼ばれる天然タンパク質です。