扇風機で風を送るだけで、なぜ凍結を防げるのか。そこには大気物理学の基本原理である放射冷却現象と逆転層の見事な応用があります。防霜ファンの仕組みと効果を紐解く鍵は、春先の晴れた夜特有の空気のグラデーションにあります。
日中に太陽光で暖められた地面は、風のない澄み切った夜になると熱を赤外線として上空へ一気に放出します。これが放射冷却現象です。熱を奪われた地表付近の空気は急速に冷え込み、重たくなって地面スレスレに滞留します。しかし、地表から高さ6〜10mほどの空間を見上げると、地表ほど熱を奪われていない、地表より約3℃〜5℃も暖かい空気の層が形成されます。通常とは温度の高低が逆転するこの気層を「接地逆転層」と呼びます。
防霜ファンはこの気象条件を巧みに利用しています。地上6〜8mのポール頂点に取り付けられた大型プロペラを約30度から45度斜め下へ傾け、首を振らせながら回転させることで、上空の暖かい空気を強引に茶株へ吹き下ろします。冷気で覆われた茶畑の表面へ暖気を送り込み、葉面温度を氷点下以上の安全圏（一般に1.5℃〜2.0℃以上）へと引き上げるのです。
この画期的な装置は、もともと三重県の農業試験場や地元メーカーの試行錯誤から生まれ、昭和後期にお茶どころを霜の壊滅被害から救った歴史的発明です。現在では静岡県をはじめ全国の茶産地はもちろん、梨やりんご、桃といった果樹園の霜害対策としても広く定着しています。
