雪は、小さな 氷の つぶの あつまりです［2］。つぶと つぶの あいだには、空気が あります［1］。

光は、氷から 空気に 出る ところで、まがったり、はねかえったり します［1］。それが、むすうの つぶで くりかえされて、光は あちこちに はねかえされます。

赤も 青も、ほとんど 同じように はねかえって くると、わたしたちの 目には 白く 見えます［1］。

さとうや 塩しおも、ひとつぶずつは 透明とうめいですが、あつまると 白いですね［2］。雪も それと 同じなかまです。

氷のかたまりは透明、粒の集まりは白

雪は、小さな氷の結晶の粒がたくさん集まったものです［2］。粒と粒のあいだには空気があり、氷と空気の境目では、光が曲がったり反射したりします［1］。

粒はいろいろな向きを向いているので、光は雪の中で何度も向きを変え、あらゆる方向へ散らばって出てきます［2］。さまざまな色の光が、ほぼ同じように反射されて戻ってくるとき、ものは白く見えます［1］。

砂糖や塩も同じです。1粒ずつは透明でも、集まると白く見えます。反対に、すきまなく詰まった氷は、光の大部分が通り抜けるので透明に見えます［2］。氷の色を決めているのは、氷が何でできているかより、粒の集まりかどうかなのです。

雪が白い理由は、氷の色ではなく、粒の集まりという構造にある。積雪は小さな結晶の粒の集合体で、光が当たると、さまざまな方向を向いた粒の表面で散乱される［2］。粒の間には空気があり、氷と空気の境目で屈折・反射が繰り返されるため、雪の塊全体では乱反射になる［1］。

このとき、どの波長の光もほぼ同じように反射されて戻ってくれば、全体として白く見える［1］。砂糖や塩が白いのも同じ理由だ。反対に、すきまなく詰まった氷は、光の大部分が透過して透明に見える［2］。

では、「どの色もほぼ同じように」戻ってくる、とは、氷が光をまったく吸わないということなのか。そこを、次の章で数字で確かめる。

氷は、光を ほとんど すいこみません。でも、ぴったり ゼロでも ないのです。

ある 論文ろんぶんには、こう あります。赤い 光が 氷の 中で すわれて 弱く なるまでには、およそ 2メートル かかります。青むらさきの 光は、およそ 200メートルです［3］。

赤い 光は、青むらさきの 光より、およそ 100分の1の 短い みちのりで すわれます。ただし、これは 氷の 中の はなしで、雪の あつさでは ありません。

雪の つぶは 小さいので、光が 通る 氷の 道は みじかく、赤も 青も のこります。だから 雪は 白いのです［3］。

吸われる長さは、赤と青で100倍ちがう

氷は可視光をほとんど吸いませんが、吸い方は色で少し違います。ある論文によると、光が吸われて弱くなるまでに氷の中を進む長さ（吸収の長さ）は、赤い光（波長700nm）でおよそ2m、青紫の光（400nm）でおよそ200mです［3］。青紫のほうが約100倍遠くまで届く計算です。この2mと200mは、氷の中での長さであって、雪の厚さのことではありません。

雪の粒の中を通る距離は、ほんの少し

雪の粒の半径は、典型的には0.1mm（100μm）ほどです。論文は、光が1000回屈折してようやく雪の表面に戻ってくると仮定しても、氷の中を通った距離は合わせて約20cmにすぎない、と見積もっています［3］。これは仮定にもとづく見積りです。

20cmでは、赤が目立って吸われるほどではありません。だから雪の表面は白く見えます。南極の表面の雪が光を反射する割合（アルベド）は、青紫で0.99、赤で0.96と報告されています［3］。どちらも1に近く、その差もわずかです。

氷は可視光をほとんど吸収しないが、吸収は波長によって異なる。Warren（2019）によると、吸収の長さは波長700 nm（赤）で約2 m、400 nm（青紫）で約200 mであり、吸収の長さがこれほど長いので、短い距離では可視光の多くが吸収されずに残る［3］。ここでの2 mと200 mは氷中での吸収の長さで、雪の厚さではない。

雪の表面が白い理由は、粒の小ささから見積もれる。粒の半径は典型的に約100 μmなので、光子が表面に戻るまでに仮に1000回屈折しても、氷の中を通る距離は合計約20 cmにとどまる（これは仮定にもとづく見積りで、実測値ではない）［3］。2 mで吸収されるはずの赤が目立って減るには短すぎるため、雪は白い。南極の表面の雪の反射率（アルベド）は、400 nmで0.99、700 nmで0.96と示されている［3］。

ただし、2 mと200 mは約100倍の差である。この差は、光が氷の中を通る距離が長くなれば、無視できなくなるはずだ。では、雪を深く掘ったらどうなるのか。

白い 雪の 表面から、深く つづく 穴あなを ほって みます。きれいで 深い 雪の 穴あなでは、入り口の ちかくは 黄色っぽく 見えます［5］。

もっと 中へ 入ると、黄みどり、青みどりに かわって、いちばん おくでは あざやかな 青に なる ことが あると いいます［5］。

光は、雪の つぶで はねかえりながら 進みます。長い 道を 進むほど、赤い 光から 先に 氷に すわれて、青い 光が のこるからです［4］。

入口は黄色、奥は鮮やかな青

アラスカ大学の解説には、きれいで深い雪に開けた穴の色の変化が書かれています。入口の近くは黄みがかり、深くなるにつれて黄緑、青緑と変わり、いちばん奥では鮮やかな青になるといいます［5］。

赤から先に消える

日本の気象学会誌に載った研究によると、雪の内部では光が粒に当たって何度も向きを変える（多重散乱）うちに、吸収されやすい赤やオレンジの光が先に減り、吸収がいちばん弱い青の光が相対的に残るため、内部が青く見えます［4］。

氷を光が通ると、赤が吸収されて青が通ります。雪の穴の色は、光が雪や氷の中を進む距離で変わります。進む距離が短い浅いところでは白や黄色に見え、長くなるほど青が目立ってきます［5］。

積雪の表面は白いのに、雪洞やクレバス、雪に開けた穴の内部は青く見えることがある。この理由を、藤原・青木（1993）は多重散乱で説明している。光が雪粒子の間で散乱を繰り返すうちに、吸収の強い赤やオレンジの光は雪に吸収され、吸収がもっとも弱い0.45 μm付近の青い光が相対的に残ってくる［4］。

前章の数字に当てはめれば、散乱を重ねるほど光が氷の中を通る総距離は伸びる。赤と青紫の吸収の長さは約100倍違うので、通る距離が伸びると、赤だけが先に減り、青が相対的に残る。この結果、雪の内部の色は深さとともに変わる。アラスカ大学の解説では、きれいで深い雪に開けた穴の中で、入口付近の黄みがかった色が黄緑、青緑を経て、最後に鮮やかな青になる様子が描かれている［5］。氷を通る光は赤が吸収され青が通るが、青だけになるには純粋な氷がかなりの厚みで必要になる［5］。

ここで、表面が白いのは通る距離が短いから、内部が青いのは長いから、という筋道が1つにつながる。では、雪の粒が大きいほど、その青さは変わるのだろうか。

雪には、ふったばかりの 雪の ほかに、ふるい 雪や、ざらざらした「ざらめ雪」も あります。

前に 出てきた 日本の 研究では、けいさんした けっか、つぶが 大きい 雪ほど、中が 青く 見えると わかりました［4］。

ふったばかりの 雪より、ふるい 雪や ざらめ雪の ほうが 青い、ということです。ただし、これは けいさんの けっかで、どの 雪でも 同じに なると いう やくそくでは ありません。

先ほどの研究では、粒の大きな積雪ほど内部が青く見える、という計算結果が出ています。つまり、粒の小さな新雪より、粒の大きな古い雪やざらめ雪のほうが、内部はより青く見えるということです［4］。

ただし、これは多重散乱のモデルによる計算の結果で、実際の雪でも必ずそうなるという保証ではありません。これは計算の結果なので、実際の雪が必ず同じ色になるとは限りません。

この計算は、雪の色を調べるときに、「粒の大きさ」という手がかりがあることを教えてくれます。

粒の大きさは、内部の青さに影響する。藤原・青木（1993）の計算では、大きな雪粒子の積雪ほど内部は青く見え、粒子の小さな新雪よりも、粒子の大きな古い雪やざらめ雪のほうが、内部はより青く見える［4］。これは多重散乱モデルによる計算結果であり、実測を保証するものではない。

粒の大きさが色の見え方を変えるという点は、雪の白さの議論と整合する。ただし、上の計算から、粒の大きさ以外の要因（不純物や含水率など）の影響まで言えるわけではない。出典が示しているのは、粒径と内部の青さの関係までである。

雪の青さは、氷の吸収と粒の大きさが組み合わさって決まるのだ。では、粒ではなく、すきまなく固まった氷では、色はどうなるのか。

氷が 青く 見えるのは、雪の 中だけでは ありません。ひょうがの われめや、氷山の 氷が 青く 見える ことが あります［3］。

これも、赤い 光が 氷に すわれやすく、青い 光が のこるからだと いわれて います［6］。

でも、あわや 土や すなを ふくむ 氷は、青く ならない ことが あります［6］。あわが 多いと、光が みじかい 道で はねかえされて、青さが 目立ちにくく なる ことが あります。

氷河のクレバス（深い割れ目）や氷山では、氷がはっきり青く見えます。泡の少ない海氷にも、青みが出ることがあります［3］。アメリカ地質調査所（USGS）は、氷河の青い氷では赤や黄色の光が吸収されるためだと説明しています［6］。

ただし、泡や土砂を含む氷は青くならないとUSGSは説明しています［6］。泡が多い氷では、光が短い距離で散乱されて、青さが目立ちにくくなることがあります。

雪の青と氷河の青は、どちらも「氷の吸収で赤が減る」という同じ理由です。雪の中では、粒に当たって散らばりながら長い道を進むことで青が残ります。氷河の氷では、泡の少ない氷の中を光が長く通ることで青くなると考えられます。論文の節の見出しは「氷は青いが、雪は白い」でした［3］。

Warren（2019）は、節の見出しに「氷は青いが、雪は白い」を掲げ、氷河のクレバスや氷山、特に泡の少ない海氷で、氷がはっきり青くなることを述べている［3］。USGSも、氷河の青い氷は赤と黄色の波長が吸収されるためとし、泡や土砂を含む氷は青くならないと説明する［6］。

雪の内部の青と、氷河の氷の青は、どちらも氷による赤の吸収が原因である。違いは、光が氷の中を通る距離を何で確保するかにある。雪では、粒での多重散乱が光の通る総距離を伸ばす［4］。氷河の氷では、泡が少ない氷の中を光が長く通ると考えられる。泡が多い氷では、光が短い距離で散乱されるため、青さが目立ちにくいことがある。

雪でも氷河の氷でも、氷が赤い光を吸収することが青さにつながる。最後に、この「光をよく返す雪の白さ」が、体にどう影響するかを見る。

雪は、目に 見える 光だけでなく、日に 当たって 肌はだを やく 光（紫外線しがいせん）も、よく はねかえします。

気象庁きしょうちょうの 説明せつめいでは、ふったばかりの 雪は 紫外線しがいせんを 80%も はねかえす そうです。草地や アスファルトは 10%いか、すなはまで 25%です［7］。

だから、雪の 上では 日やけに 気を つけたいですね。

気象庁のUVインデックスの解説によると、新雪の紫外線の反射率は80%に達します。草地やアスファルトは10%以下、砂浜は約25%です［7］。この80%は紫外線の反射率で、目に見える光の値ではありません。

雪面で跳ね返る紫外線の割合が大きいので、雪のある場所では日焼けしやすいといわれます。白い雪は、光をよく返す表面だということが、この数字からも分かります。

気象庁のUVインデックスの解説では、新雪の紫外線の反射率は80%に達し、草地やアスファルトの10%以下、砂浜の約25%を大きく上回る［7］。この80%は紫外線の反射率であり、可視光の値ではない。可視光でも南極の雪面の反射率が青紫で0.99、赤で0.96と高いことは第2章で見た［3］。

雪面は可視光も紫外線も強く反射するので、雪のある場所では日焼けしやすい。雪の白さは、見た目の色の話にとどまらない。

黒い 紙の 上に、さとうを 少し のせて みましょう。ひとつぶずつは 透明とうめいな はずなのに、あつまると どんな 色に 見えるでしょうか。

雪は 水や さとうとは ちがいますが、つぶの あつまりで 白く 見える という 考えかたは 同じです。

もっと しりたく なったら、気象庁きしょうちょうの UVインデックスの ページを、おうちの 人と 見て みましょう［7］。

黒い紙の上に砂糖を少しのせて、見え方を観察してみましょう。1粒ずつは透明なはずの砂糖が、集まるとどんな色に見えるでしょうか。

雪と砂糖では、粒の中身は違います。ただ、雪も砂糖も、粒の集まりが光を散らすことで白く見えます［2］。

もっと知りたくなったら、氷河の青さを説明した北大低温科学研究所の解説［2］や、気象庁のUVインデックスの解説［7］を読んでみてください。

砂糖や塩を黒い紙の上にのせると、粒の集まりが白く見える。粒が集まっているときの白さを、自分の目で確かめられる。

資料を読むなら、まず北大低温科学研究所のOriOri vol.40（古川義純「氷河はなぜ青い」）［2］。雪が白い理由と、氷河が青い理由が日本語でやさしく書かれている。次に、藤原・青木「氷の色・雪の色」（天気、1993）［4］が、雪の内部の青さを多重散乱で説明している。英語だが、Warren（2019）［3］は、氷の吸収の波長差と雪が白い理由を数字で示す一次資料だ。