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ここにあるのは、だれかが実際に調べ、考え、作ってきたことを集めたメモです。気になったら、ページの下の「参考にした情報源」から、もとの本や記事、それを生み出した人たちに、直接ふれてみてください。このメモには書ききれないおもしろさが、そこにあります。

ゆきで あそんだ 日の よる、どうして 目が いたく なるの?

スキーの帰りの夜に目が痛むのはなぜか:雪が下から返す紫外線を数字で比べる

雪面は紫外線を何割返すのか:8割と5〜6割のちがい、標高、雪眼炎の遅れから考える雪の日焼け

分野:自然

ゆきの 日に そとで あそんで、よるに なってから 目が いたく なる ことが あります。紫外線しがいせんを あびたのは ひるまなのに、いたみは おそく やって きます。

しかも 晴れた 日の あたらしい ゆきは、紫外線しがいせんを 8わりも はね返す ことが ある と いわれます。すなはまは 2.5わりほどです。どうして ゆきは そんなに はね返すのでしょう。この メモでは、ゆきの 日に 日やけを しやすい わけが 分かります。

スキーやスノーボードを楽しんだ日の夜、目がゴロゴロして涙が止まらなくなることがあります。紫外線を浴びたのは昼間なのに、痛みは数時間から半日ほど遅れて出ると説明されています。

原因として挙げられるのは、雪が返した紫外線です。気象庁の資料では、新雪の紫外線の反射率は80%にも達するとされ、砂浜の約25%の3倍あまりです。雪はなぜそんなに返すのか、数字は本当に一つなのか、標高はどう関わるのか。この記事では、雪の日に日焼けしやすい理由の組み立てが分かります。

気象庁は、紫外線の反射率が砂浜で約25%、新雪で約80%に達し、草地やアスファルトでは10%以下だと説明している。新雪は砂浜の3倍あまり、草地の8倍以上を返す計算になる。ただし、これは新雪の値であり、雪ならいつでも8割というわけではない。

一方、リトアニアの研究者は、自然の地表面の紫外線アルベドを雪で最大50〜60%と報告している。同じ雪で、なぜ数字が食いちがうのか。この記事では、雪が紫外線を返す理由、数字が条件で変わる理由、標高と目の症状の遅れが、雪面での日焼けにどう関わるのかが分かる。

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1. ゆうがたまで へいきだったのに、よるに 目が いたく なる

1. 痛みは浴びた直後でなく、夜になってから来る

1. 雪眼炎の症状は、紫外線を浴びた直後ではなく数時間以上たってから現れる

ゆきやまで 一日 あそんだ 日の ことです。ゆうがたまでは、目も へいきでした。ところが 夜に なると、目が ゴロゴロして、なみだが とまらなく なる ことが あります。

これは 雪に あたって はね返った 紫外線しがいせんが もとで おきる、「せつがんえん」と いう 目の びょうきと せつめいされます[3]。くろ目の いちばん そとがわの うすい まくが、日やけのように きずつくのです。ただし これは たとえで、はだの 日やけと まったく 同じ ものでは ありません。

いたみは、あびた すぐあとには 出ません。ある 医学の しりょうには、8〜12時間 たつまで 症状しょうじょうが 出ない ことが 多いと あります[4]。べつの しりょうには 「すうじかん」と 書かれていて、はばが あります。

いたみは 24〜48時間ほど つづきます。それでも 目の ひょうめんは 自分で なおると せつめいされて いて、ずっと 見えなく なる ことは とても まれだ そうです[4]。いたい ときは、がまんしないで 眼科がんかで 見て もらいましょう。

それにしても、目に とどいた 紫外線しがいせんは、どこから 来たのでしょう。ゆきは 紫外線しがいせんを、どれくらい 返すのでしょう。

雪山で一日遊び、夕方まではなんともなかったのに、夜になって目がゴロゴロしはじめる。涙が出て、まぶしくて目を開けにくい。これが雪眼炎と呼ばれる状態です。雪に反射した紫外線が原因とされ、目の黒目の表面にある角膜が傷つくために起きると説明されています[3]。

厄介なのは、痛みが遅れて来ることです。あるサイトでは、紫外線を浴びてから症状が出るまで数時間ほどとしています[3]。MSDマニュアルには、症状は通常8〜12時間は現れず、そのあと24〜48時間続くとあります[4]。出典によって幅があるので、「数時間から半日ほど」と考えておくのが安全です。

浴びている最中に痛くないので、「今日はだいじょうぶ」と思いやすいのです。ただ、角膜の表面は24〜48時間で自然に再生し、永久的な視力の障害は非常にまれだとも書かれています[4]。つらい症状が出たときは、眼科で診てもらうのがよいでしょう。

では、目に紫外線をもたらした雪は、そもそも紫外線をどれくらい返しているのでしょうか。

スキー場で一日過ごし、夕方までは異常がなかったのに、夜になって強い異物感や痛み、流涙が出る。これが雪眼炎(紫外線角膜炎)の典型的な経過である。原因は雪面に反射した紫外線で、角膜上皮が傷つくことによる[3]。

この病気の特徴は、発症の遅れにある。MEDICAL NOTEは、症状は紫外線の暴露から数時間程度で起こるとする。一方、MSDマニュアルの専門家向けの項は、症状は通常8〜12時間は現れず、そのあと24〜48時間続くとする[3][4]。2つの出典で幅が異なるので、本稿では「数時間から半日ほど」とまとめ、一点の数字には絞らない。浴びている最中に痛みという警報が鳴らない以上、本人の感覚だけでは浴びすぎに気づきにくい。

回復については、MSDマニュアルが、角膜表面は24〜48時間で自然に再生し、永久的な視力障害は非常にまれだと述べている[4]。ただし、これは典型例の記述であり、症状が強いときや続くときは眼科での診察が前提になる。

ここで疑問が残る。目に届く紫外線は、空から来る分だけではないらしい。では、雪面はそもそも紫外線をどれほど反射しているのか。

2. ゆきは、紫外線しがいせんを どれくらい はね返すの?

2. 新雪は紫外線を8割にも達するほど返す:砂浜の3倍あまり

2. 反射率は新雪で約80%、砂浜で約25%、草地は10%以下:氷が紫外線を吸収しにくい

気象庁きしょうちょうの ページに、地めんごとの 反射はんしゃの わりあいが 出て います[1]。紫外線しがいせんを 100 としたら、すなはまは 25 くらい、新しい ゆきは 80 くらいを はね返す のだそうです。

草の 地めんや アスファルトは、10 か それ いかです。ゆきは すなはまの 3ばい あまり、草の 地めんの 8ばい いじょうを 返します。

この 80 は、新しい ゆきが 晴れた 日に つもって いる ときの 数字です。ゆきなら いつでも 80 では ありません。

ゆきが たくさん 返す わけは、ざいりょうである 氷が、紫外線しがいせんを ほとんど すいこまない からだと せつめいされます[5]。ゆきは 小さな 氷の つぶの あつまりです。光は つぶに あたって あちこちに はね返り、すいこまれにくいので、そとへ 出て きます。

では、ほかの 本では、ゆきは 何わり 返すと 書いて あるのでしょう。

気象庁のページには、地面の種類ごとの紫外線の反射率が出ています。砂浜は約25%、新雪は80%にも達し、草地やアスファルトは10%かそれ以下です[1]。紫外線の強さを100とすると、新雪は多いときでそのうち80ほどを上向きに返す計算です。

新雪の80%を砂浜の25%で割ると、3.2倍。草地の10%と比べれば8倍以上になります。ただし、この80%は新雪の値です。気象庁のページの趣旨も、晴れた日に新しく積もった雪のことと読めます[1]。

雪がこれほど返すのは、氷がほとんど紫外線を吸収しないためだと説明されています。氷の粒が細かく集まった雪では、光が粒の間でぶつかりながら向きを変え、吸い込まれずに上へ戻ってくる。粒が細かいほど反射が大きくなることも報告されています[5]。

ところが、別の研究には、雪の反射率を50〜60%とするものがあります。同じ雪で、なぜ数字がちがうのでしょうか。

気象庁は、紫外線の地表での反射率を、砂浜で約25%、新雪で約80%、草地・アスファルトで10%かそれ以下としている[1]。新雪を砂浜と比べると80÷25で3.2倍、草地の10%と比べれば8倍以上である。ただし、これは新雪の値であり、年月を経て粒が粗くなったり汚れたりした雪まで含めて8割という意味ではない。

雪が返す理由は、氷の光学的な性質にある。Frontiers in Environmental Scienceのアルベド(反射率)の総説は、紫外〜可視の波長域で氷の吸収は無視できるほど小さいと述べ、清浄な雪のアルベドを約0.97〜0.99としている[5]。氷の粒が集まった雪の中を、光は吸収されないまま粒の表面で何度も向きを変え、結果として大半が上向きに戻る。この総説によれば、雪粒が細かいほどアルベドは高く、不純物や融解水が加わると下がる。0.97〜0.99は清浄な雪の理想的な値で、実際の斜面にそのまま当てはめることはできない。

では、気象庁の約80%と、この0.97〜0.99の差は何か。前者は地表での紫外線の反射率として示された値、後者は粒の性質から見た清浄な雪の高い値であり、前提が異なる。そして、実測にはさらに別の数字もある。

3. 本によって、ゆきの 数字が ちがうのは なぜ?

3. 雪の反射率が資料によってちがう理由:8割と5〜6割

3. 8割・5〜6割・95%:数字がずれる理由は、雪の状態と測っているもののちがい

リトアニアという 国の 研究では、ゆきの 紫外線しがいせんの 反射はんしゃは、多くて 50〜60 くらいと 書かれて います[6]。この 研究では、すなは 10、草は 2〜3 でした。

気象庁きしょうちょうの 80 より 小さい 数字です。ふしぎですね。ゆきの つぶの 大きさや、よごれ、とけて いるか どうかで、はね返す 量りょうは かわります。ただ、この ちがいが どれの せいかは、しりょうからは 分かりません。

ゆきの せんもんかの はなしには 「95」という 数字も 出て きます[7]。これは 紫外線しがいせんだけでなく、太陽の 光ぜんぶの 数字です。ちがう ものを くらべて いたのでした。

数字は ちがっても、ゆきが すなや 草より はるかに 多く 返す ことは、どの しりょうでも 同じです。

もう 一つ、ゆきでは 大事なことが あります。光が 空から だけでなく、下からも 来る ことです。

リトアニアの研究は、自然の地表面の紫外線アルベドを、雪が最大で50〜60%、砂が10%、草が2〜3%と報告しています[6]。気象庁の新雪80%とは開きがあります。

雪の反射率は、粒が細かい新雪では高く、時間がたって粒が粗くなったり、汚れが入ったり、解けて水が混じったりすると低くなる、と説明されています[5]。リトアニアの値は「雪で最大」と書かれた条件つきの数字です。気象庁の80%との開きが、どの条件によるものかまでは、資料から言えません。

もう一つ、混ざりやすい数字があります。雪の専門家は、新雪(パウダー)のアルベドは95%近くになりうると話しています[7]。ただしこれは太陽の光全体の反射率で、紫外線だけの80%とは別のものです。

だから、「雪は紫外線を何割返す」を一つの数字で言い切るのは、無理があります。ただ、どの資料でも、雪が砂や草よりはるかに多く返す点は変わりません。

では、返された光は体のどこに当たるのでしょうか。

リトアニアのChadyšienėとGirgždysの研究は、自然の地表面の紫外線アルベドについて、雪が最大で50〜60%、砂が10%、草が最小の2〜3%と報告した[6]。気象庁の新雪約80%[1]と比べるとかなり低い。

この差は、どちらかが誤りという意味ではなく、条件のちがいと考えるのが自然である。前節の総説によれば、雪のアルベドは粒径が小さいほど高く、不純物や融解水で下がる[5]。リトアニアの論文は「雪で最大」と書いており、季節や雪の状態、測定した場所と方法が気象庁の値と同じとは限らない。ここでは、条件がどう違うかまでは資料から読みとれない。

さらに、波長帯のちがいがある。雪の科学者の説明では、新雪(パウダー)のアルベドは95%近くになりうる[7]。これは日射全体の反射率で、紫外線の約80%と同列には比べられない。「雪は95%返す」「いや80%」「50〜60%」のどれかが偽なのではなく、測っているものと条件が別なのである。

整理すると、新雪の紫外線反射率は80%に達することがあるとされ、別の自然地表面の測定では最大5〜6割と報告されている、という言い方が資料に最も近い。共通するのは、雪が砂(10〜25%)や草(2〜3%、または10%以下)より大きな割合を返す点だ。

反射率の数字を確かめたら、次は返された光がどこに当たるかを考えたい。

4. ゆきの 日は、上からも 下からも 光が 来る

4. 空からと雪面から、二方向の紫外線を浴びる

4. 上からの直射光に加え、雪面からの反射光を浴びる:一面の雪原では4〜5割増える

ふつうの 地めんでは、紫外線しがいせんは ほとんど 空から 来ます。でも ゆきの 上では、地めんが 光を 上に 返して くれます。そのため 上と 下の 二つの 方こうから 光を あびる ことに なります[7]。

たとえば、ぼうしの つばは 空からの 光を ふせぎます。でも 下から 来る 光は、つばの 下に まわりこみやすいと 考えられます。ゆきの 日に 目が いたく なりやすいのは、そのためかも しれません。

気象庁きしょうちょうは、なんきょくのような 一面の ゆきの 原っぱでは、ゆきが ない ときと くらべて、紫外線しがいせんの 強さが 4〜5わり 多く なると 書いて います[1]。ゆきで 返された 光が、さらに 空気に あたって また 下に 向かう からだそうです。

ただし これは 一面の ゆき ばかりの 場所の 数字です。ふつうの ゲレンデに、そのまま あてはめる ことは できません。

もう 一つ、山の 上の ほうが 強くなる、と いう はなしも あります。

平らな地面なら、紫外線は主に空から降ってきます。ところが晴れた日の新雪では、空からの光に加えて、雪面で返された光も体に当たります。雪の科学者は、このように上と下の二方向から日焼けすると説明しています[7]。

ここで一つ、考えたいことがあります。帽子のつばは、空から来る光をさえぎります。しかし、下から来る光は、つばの下に回りこみやすいはずです。ゲレンデで顔やあごの下が焼けやすい理由の一つかもしれません。これは資料に書かれた結論ではなく、二方向という説明から考えた推測です。

数字もあります。気象庁は、南極のような一面の雪原では、反射と大気での再散乱によって、紫外線の強さを表すUVインデックスが、雪がないと仮定した場合より4〜5割ほど増えると書いています[1]。雪が返した光が空気の粒に当たって、また地上へ向かうというのです。

ただし、これは一面が雪の場所での値です。日本のゲレンデのように、森や建物が混じる場所にそのまま当てはめることはできません。

雪の日の紫外線には、もう一つ条件が重なります。山の上であることです。

平坦で雪のない地面では、紫外線は主に天空から来る直達光と散乱光である。晴天の新雪では、そこに雪面からの反射光が加わる。Popular Scienceに載った雪の科学者の説明では、そのため上と下の二方向から日焼けする[7]。

つまり、日焼け止めや帽子の効果は方向によってちがう。つばは上からの光を防ぐが、下からの反射光は、つばの内側に入りやすい。この点は出典が直接述べているわけではなく、二方向という説明から導いた推測である。

気象庁は、さらに量的な数字を示している。南極のように一面が雪原の場所では、雪面での反射と大気による再散乱によって、UVインデックスが、雪がないと仮定した場合より4〜5割ほど増える[1]。雪面で反射した光が空気中の粒子で散乱され、もう一度地上に向かう経路がある、という説明だ。逆にいえば、この4〜5割増しは一面の雪原という理想的な条件の値であり、斜面や林が混じるゲレンデにそのまま当てはまるとは限らない。

反射だけでなく、標高も紫外線の強さを変える。

5. 山の 上は、空気が うすくて 紫外線しがいせんが 強い

5. 標高が1000m上がると、紫外線は約1割増える

5. UVインデックスは標高1000mごとに約10%増える:観測例では約15%に換算された

山の 上へ 行くと、空気が うすく なります。空気の つぶは 紫外線しがいせんを さえぎる はたらきを するので、へると、その ぶん 多くの 紫外線しがいせんが とどきます[7]。

気象庁きしょうちょうの ページには、標高ひょうこうが 1000m 高く なると、紫外線しがいせんの 強さを 表す すうじ(UVインデックス)が 1わりほど ふえると 書かれて います[2]。

よく 晴れた 日の 観測かんそくでは、標高ひょうこう31mの つくばより、ある 場所の ほうが 4わり ちょっと 強い 日も ありました。1000mあたりに すると 1.5わりほどです[2]。1わりは めやすで、日によって かわります。

山の 上は 空気が うすく、ゆきの 日は 下からも 光が 来ます。どちらも 日やけに つながるので、ゆきやまでは 気を つけたいのです。

標高が高い場所では、紫外線を弱める大気の粒子が減ります。そのぶん、上空から届く紫外線は強くなります[7]。

気象庁によれば、UVインデックスは標高が1000m高くなると約10%増えるとされます[2]。同じページには観測例もあり、快晴の日に標高31mのつくばと比べたところ、ある地点では約40%強い値でした。標高差で割り算して1000mあたりに直すと、約15%です。10%は目安であり、天気や日によってずれることが分かります。

ここまでの話を並べてみます。晴れた日の新雪は、砂浜の3倍あまりの紫外線を返すと説明される。上と下の二方向から光が来る。標高が高いと、空から来る量もふえる。さらに、浴びている最中は目の痛みという警報が鳴らない。雪の日に気をつけたい理由は、一つではなく、これらの重なりにあります。

これらが重なったとき、実際にどれくらい強くなるかは、資料には書かれていません。足し算できるとは限らないので、ここでは数字にしないでおきます。

標高が高いと、紫外線を弱める大気中の粒子が減る。Popular Scienceの雪の科学者の説明は、これを雪の日焼けのしやすさの一因に挙げる[7]。

気象庁は、UVインデックスは標高が1000m高くなると約10%増加するとされる、と書く。同じページの観測例では、快晴の日に標高31mのつくばと比べて、ある地点で約40%強い値が測られ、1000mあたりに換算すると約15%になった[2]。10%が一般的な目安、15%が一つの観測の換算値であり、後者は快晴の1事例にすぎない。標高の効果を一つの数字に固定せず、「1000mごとに1〜1.5割程度」と幅で捉えるのが妥当だ。

ここまでで、雪面の高い反射率(新雪で約8割とされる)、上下二方向の入射、標高の効果、そして発症が遅れる目の障害が出そろった。ただし、これらを掛け合わせた総量を数字で示した資料は、ここまでの範囲にない。そのため、本稿は合成した数値を提示しない。

雪の日の紫外線は、単独の原因ではなく、複数の条件の重なりとして理解するのが、資料に忠実な読み方である。

6. 白い 紙の 上で、下からの 光を たしかめよう

6. 白い紙と黒い紙で、下から返る光を確かめる

6. 紙二枚と気象庁のページで、返ってくる光と標高の数字を確かめる

おうちで できること

日なたの 地めんに、白い 紙と 黒い 紙を ならべて おきます。てのひらを 下に むけて、紙の 上 10cmくらいに かざして みましょう。てのひらは 太陽に せなかを 向けて いるので、紙から 返ってきた 光だけで てらされます。

白い 紙の 上の ほうが、てのひらが 明るく 見えます。太陽は、ぜったいに 見ないでください。これは 見える 光の はなしで、紫外線しがいせんは 目に 見えません。

しらべるとき

気象庁きしょうちょうの ホームページに、紫外線しがいせんの ページが あります。おうちの 人と、地めんの しゅるいごとの 数字を 見て みましょう。

家でできること

日なたの地面に、白い紙と黒い紙を並べます。手のひらを下に向け、紙の上10cmほどにかざしてください。手のひらは太陽に背を向けているので、紙から返った光だけが当たります。白い紙の上のほうが明るく見えるはずです。

調べているのは見える光で、紫外線ではありません。しかし、下から返った光が体に当たるという考え方の確かめになります。太陽は直接見ないでください。

資料で調べる

気象庁の「紫外線の知識」には、反射率のページと標高のページがあります。雪の80%と、砂浜の25%の数字、標高31mのつくばと比べた観測例が、実際にどう書かれているか確かめられます。そこから、雪は本当に一つの数字で言えるのかを、自分で考えてみてください。

家でできる観察

日なたの地面に白い紙と黒い紙を並べ、手のひらを下向きにして紙の10cmほど上にかざす。手のひらは太陽に背を向け、紙の反射光だけで照らされる。白い紙の上のほうが明るく見える。これは可視光の観察であり、紫外線の量を示すものではない。太陽は直接見ない。

資料で調べる

反射率と標高の数字は、気象庁「紫外線の知識」の反射のページ[1]と標高のページ[2]で原文を確かめられる。雪の反射率の幅(50〜60%と約80%)は、アルベドの総説[5]とリトアニアの論文[6]の測定条件を読み比べると、どこまで説明できるかが分かる。眼の症状については、MSDマニュアルの点状表層角膜炎の項[4]が、発症の遅れと回復の経過を扱っている。

しらべた もとの じょうほう

参考にした情報源

参考にした情報源と、その使い方

本文で使った資料です。

  1. 気象庁「紫外線の知識:紫外線反射」. https://www.jma.go.jp/jma/kishou/know/env/uvhp/3-76uvindex_mini.html (地面ごとの反射率、雪原での増加)
  2. 気象庁「紫外線の知識:標高」. https://www.jma.go.jp/jma/kishou/know/env/uvhp/3-77uvindex_mini.html (標高とUVインデックス)
  3. MEDICAL NOTE「雪眼炎」. https://medicalnote.jp/diseases/%E9%9B%AA%E7%9C%BC%E7%82%8E (雪眼炎の原因と症状が出る時期)
  4. MSDマニュアル プロフェッショナル版「点状表層角膜炎(紫外線角膜炎)」. https://www.msdmanuals.com/ja-jp/professional/17-%E7%9C%BC%E7%96%BE%E6%82%A3/%E8%A7%92%E8%86%9C%E7%96%BE%E6%82%A3/%E7%82%B9%E7%8A%B6%E8%A1%A8%E5%B1%A4%E8%A7%92%E8%86%9C%E7%82%8E (症状の出る時間と回復)
  5. The Broadband Albedo of Snow(Frontiers in Environmental Science, 2021). https://www.frontiersin.org/journals/environmental-science/articles/10.3389/fenvs.2021.757575/full (氷の吸収と雪のアルベド)
  6. Chadyšienė & Girgždys, Ultraviolet radiation albedo of natural surfaces. https://journals.vilniustech.lt/index.php/JEELM/article/view/6704 (地表面ごとの紫外線アルベド)
  7. Popular Science, Why do skiers sunburn so easily on the slopes. https://www.popsci.com/environment/why-do-skiers-sunburn-so-easily-on-the-slopes-a-snow-scientist-explains (上下二方向の日焼け、標高)

なおした ところ

更新履歴

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