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段階 9 / 12副枝

主枝の先端もまた、安定ではありません。 同じ不安定性がもう一段階かかると、枝から枝が出ます。 こうして雪結晶は、私たちが知っている樹枝状結晶になります。

不安定性の入れ子

主枝の先端近くの微小な突出が、拡散場と表面の成長過程によって増幅され、 副枝へ育ちます。−15℃付近の平板型樹枝では、主枝が a 軸方向へ伸び、 副枝は主枝に対して 60° の方向に現れやすくなります。

ただし、この角度関係をすべての温度・樹枝型・分岐階層へ 無条件に拡張することはできません——たとえば −5℃付近の魚骨型では、 先端の成長方向は固定した結晶軸ではなく過飽和度で変わります。 また氷のファセット面では、拡散不安定性だけでなく表面ステップの発生・移動も 副枝の形成に関与します。

代表的な目安

量	安全に言えること
副枝の出現寸法	普遍的なしきい値は示せない
最小の樹枝状微細構造	µm 級（«最初の副枝の芽»の固有寸法ではない）
副枝の間隔	条件依存。数値には原論文の条件併記が必要
分岐角	−15℃付近の平板型樹枝では 60° が代表的

なぜ左右対称なのか——という有名な問い

1つの結晶の6本の枝は、しばしば驚くほどよく似ています。 「6本の枝はどうやって互いに連絡を取り合っているのか」と問われることがありますが、 連絡は取っていません。

答えは共通の履歴です。 6本の枝は同じ1粒の結晶の一部として、おおむね共通の温度・湿度履歴を受けます。 条件が十分に一様なら、対応する位置に似た模様が現れます。 雪結晶は、落下しながら環境を書き取る記録装置のようなものです—— ただし実際には、局所的な拡散場・換気・雲粒衝突・結晶欠陥・枝長の差により、 変化の位置が厳密に同じ半径になるとは限りません。

これは上のモデルで体験できます。 成長の途中で環境条件のスライダーを動かすと、 その瞬間の半径のところに模様の変わり目が刻まれます—— 6本の腕すべての、同じ位置に。 ただしこのモデルは、対称な初期条件と決定論的な規則を使っているため 6本が完全に一致します。これは「共通の履歴」を強調する 教育用の理想化で、自然結晶では«おおむね対応する»にとどまります。

実際には完全に対称な結晶は多くありません。 局所的な気流や換気が枝ごとに異なったり、 雲粒や他の結晶が一部の枝に衝突したりすれば、対称性は崩れます。 写真で見る «完璧な六花» は、選ばれた美しい例です。

樹枝はいつまで伸びるか

枝は無限には伸びません。成長が鈍化・終了する主な経路は次のとおりです。

• 環境の変化：結晶が氷過飽和域を離れる、周囲の過飽和度が低下する、 より暖かい・未飽和な層で昇華や融解が始まる。結晶のまわりには局所的な水蒸気の枯渇場ができますが、 拡散で遠方から供給は続くため、単純に«食べ尽くして»止まるわけではありません。
• 成長様式の変化：過冷却雲粒が付き始めると気相成長より着氷成長が優勢になり（第11段階）、 他の結晶と集合すれば雪片になります（第12段階）。落下速度・姿勢・換気も成長に影響します。

大きさについて：グローバル分類では P3 樹枝状結晶の典型的平均径は 1〜3 mm ですが、 10 mm 以上の例もあります（Kikuchi ほか 2013）。 大きな «雪のひら» には集合体が多いものの、寸法だけで単結晶か集合体かは判定できません。

この段階の数値

量	値	備考
副枝の出現寸法	普遍値なし	条件依存
分岐角	60°	−15℃付近の平板型樹枝で代表的
P3 樹枝の典型径	1〜3 mm	10 mm 以上の例もある（Kikuchi ほか 2013）