【自然の不思議:紅葉はなぜ赤や黄色の美しい色になるの?】素敵に色づくしくみとお天気の関係

お天気っと?

11月は紅葉の季節です。山では美しい紅葉が始まっていますね。北日本では里でも紅葉の便りが聞かれるようになります。

しょうたろうです。

私たちを魅了する美しい紅葉はなぜ色づくのでしょう?

(北海道大学イチョウ並木)

 

「紅葉」って?

≫紅葉を知ろう

「紅葉」とは、晩秋に草木の葉が赤色や黄色に色づくこと。または、その葉のことです。「紅葉」は「こうよう」とも「もみじ」とも読みます。どちらも同じ意味ですが「もみじ」は「イロハモミジ」などのカエデ類を指す名前としても使われますね。

詳細に分けると、

  • 赤色に変わるの「紅葉(こうよう)」
  • 黄色に変わるの「黄葉(こうよう/おうよう)」
  • 褐色に変わるの「褐葉(かつよう)」

と呼ばれます。主に樹木の葉の色分けに使われています。

晩秋には草や低木の葉も紅葉しますね。それらを総称して「草紅葉(くさもみじ)」と呼ぶこともあります。「秋の野山」そのものを指す素敵な呼び名ですね。

(草紅葉)

※赤色は主にナナカマド、黄色は主にダケカンバ

≫紅葉する木って?

美しい「紅葉」ですが、全ての樹木が色づく訳ではありません。「落葉広葉樹」が美しい紅葉になります。「落葉広葉樹」とは、冬に備えて「葉」を落とす樹木で広く平たい葉をもつ種類です。サクラやカエデ、ブナ、イチョウなど沢山の落葉広葉樹があります。

反対に一年中緑色の葉を付けている「常緑広葉樹」や「常緑針葉樹」もあります。「常緑広葉樹」の中には一部紅葉するものもありますが、緑の葉と一緒だったり、紅葉する時期が揃わなかったりするため目立たないようです。「常緑針葉樹」は文字通り、先の尖った葉を持つ樹木でスギやヒノキ、マツなどです。一年中青く尖った葉が茂っていますね。

「落葉針葉樹」もありますが、種類は少なく日本ではほとんどがカラマツです。紅葉の樹木としては分類されていませんね。

≫紅葉の木々

紅葉する代表的な「落葉広葉樹」をご紹介します。紅葉する色で分類しました。

紅葉

イロハモミジ、ヤマウルシ、ヤマツツジ、ミズキ など

(イロハモミジ)

 

黄葉

イチョウ、シラカンバ、ヤナギ、ポプラ など

(イチョウ)

 

褐葉

ブナ、カシワ、メタセコイヤ、ケヤキ など

(メタセコイヤ)

 

色づくしくみ

≫緑色の葉

普段、葉が緑色に見えるのは「葉緑素」とも呼ばれる「クロロフィル」が含まれるからです。光を吸収して「二酸化炭素と水」を「酸素と炭水化物」に換えるエネルギーを供給する役割を持っています。夏の間、葉ではクロロフィルが光を吸収して活発に光合成が行われています。

≫秋になると

秋になって日照時間が短くなると、落葉紅葉樹ではクロロフィルが不要となって分解される「老化現象」が起きます。光合成に適さない「冬」を迎える前にその準備をしてしまおうという訳です。葉にある光合成用細胞などが分解されて幹に回収されます。十分に回収された葉には付け根に「離層」という壁が出来てエネルギーのやり取りが終わり、やがて落ち葉になります。これによって、樹木は無駄な水分やエネルギーが冬の間に消費されるのを防いでいます。

≫黄色に色づく理由

黄色に色づくのは、黄色い色素「カロテノイド」によるものです。普段の青々とした葉にもカロテノイドは含まれていますが緑色の色素「クロロフィル」で見えません。秋になって老化現象でクロロフィルが分解されるとカロテノイドの「黄色」が鮮やかに見えるようになります。

≫赤色に色づく理由

赤色に色づくのは、赤色の色素「アントシアニン」が作られるからです。葉の付け根に出来た「離層」で遮断されてから作られた「糖」と「タンパク質」が反応して「アントシアニン」が合成されます。それが葉を「赤色」に染めていきます。

美しさを決めるのはお天気

紅葉が美しくなるかはお天気が重要になります。植物がそれぞれの色素を作り出す際に「気温」「湿度」「紫外線」などが影響するからです。

≫色づき始める気温

朝の最低気温が8℃より低くなる日が出現してから色づき始めます。更に気温が下がることによって紅葉が進んで行きます。

主要11都市の最低気温を調べてみました。各都市の「最低気温」が8℃を下回る日付です(1981年~2010年の平年値です。出典:気象庁ホームページ)。

札幌 10月14日
仙台 11月1日
新潟 11月10日
東京 11月18日
名古屋 11月17日
大阪 11月26日
広島 11月18日
高知 11月21日
福岡 11月28日
鹿児島 12月6日
那覇 下回らない

山の上は更に気温が下がるのが早いので、標高が高いところは1ヶ月以上紅葉が早く始まります。紅葉狩りの計画は早めに立てた方が良いでしょうね。

≫美しくなる気象条件

日中天気が良く気温が高めであること

…赤い色素となる糖分は光合成によって作られますので、日中、天気が良く気温が高めであることで沢山の糖分を作り出します。

適度な雨や湿度があること

…乾燥してしまうと葉が紅葉する前に枯れてしまいます。適度に雨や湿度があることが紅葉には好条件になります

昼と夜の寒暖差が大きいこと

…夜の気温が高いと、昼間作った糖分を使ってしまうので鮮やかな赤になりません。昼間に気温が高く、夜低くなるような「寒暖差」が大きいと糖分が消費されず綺麗な紅葉となります。

紅葉の名所

紅葉の名所は沢山ありますが、代表的な場所をご紹介します。

≫北日本

■中島公園(北海道札幌市)

 

■賀老高原ブナ原生林(北海道島牧村)

 

■八甲田山(青森県)

≫東日本

■尾瀬ヶ原(群馬県・福島県・新潟県)

 

■涸沢岳(長野県上高地)

 

■香嵐渓(愛知県豊田市足助町)

 

■刈込池(福井県大野市)

≫西日本

■光明寺もみじ参道(京都府長岡京市)

 

■清水寺(京都府京都市)

 

■天龍寺庭園(京都府京都市)

 

■瑞宝寺公園(兵庫県神戸市)

 

■神峯山寺参道(大阪府高槻市)

 

■寒霞渓(香川県小豆島)

まとめ

「紅葉」が美しく彩る理由が分かりましたでしょうか。

≫紅葉になる理由

  • 秋になって日照時間が少なくなると光合成に適さないため「クロロフィル」が不要となって分解される
  • 分解された後は「葉っぱ」の付け根に壁を作って余計なエネルギーを使わないようにする
  • 黄色に色づくのは、緑色の「クロロフィル」が分解されると黄色い色素「カロテノイド」が目立つようになる
  • 赤色に色づくのは「糖」と「タンパク質」が反応して赤色の色素「アントシアニン」が作られる

≫綺麗に色づく気象条件

  • 日中、天気が良く気温が高めであることで色づくために必要な沢山の「糖」を作り出す
  • 乾燥して枯れないように、適度に「雨」や「湿度」がある
  • 昼間に気温が高く、夜低くなるような「寒暖差」が大きいと糖分が消費されず綺麗な紅葉となる

今年も楽しませてくれるでしょうね。秋晴れの日には紅葉狩りに出掛けてみませんか?

美しい紅葉に出会えましたら是非、空を見上げてみて下さい。

明日もお天気でしょう。きっと。

 

※参考:ウィキペディア「紅葉」


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