Зима. Навън не е много студено и вали сняг. Подменете ръкава под падащите люспи - колко снежинки са свързани помежду си с трънливи ръбове! И всеки от тях може да се разглежда дълго време - уникалният му модел е толкова красив и съвършен. И как се формират те?
Всеки път внимателният поглед към обичайната снежинка причинява изненада и наслада. Проучване на това метеорологично явление преди около 400 години, за първи път научно описано какво са снежинките, немски астроном Йохан Кеплер в своя трактат „Новогодишен подарък. За шестоъгълни снежинки. Впоследствие много изследователи от различни страни са изучавали този природен феномен. Преди повече от триста години първите снежни люспи бяха изследвани с микроскоп и скицирани. Фотографите също допринесоха за познаването на това зимно чудо. Оригиналният метод за фотографиране на снежинките е изобретен от руски фотограф А. А. Сигсон в края на XIX век. Той засне върху филма около 200 различни форми на снежинки. Американският Уилсън Бентли обаче успя да направи най-много снимки на ледени звезди - около 5000! Неговата колекция от снимки на снежинки все още е най-известната.
Как се формират такива съвършени линии в природата, като че ли са направени от рисунка? Атмосферата на Земята съдържа много вода поради постоянното изпарение. От по-топлите въздушни слоеве се движи към студ, с отрицателни температури и там замръзва. Оказва се, че отговорът на въпроса "какво са снежинки" е много прост: това са ледени кристали. Те се формират високо в небето, където е много студено, от замръзнала водна пара и бавно се спускат. По пътя към Земята с тях непрекъснато протича сложна метаморфоза.
Защо ледените кристали са толкова разнообразни? От какво се състои снежинката и как тя придобива своята форма? Първо, малките кристали се образуват във водния облак. Колкото и да е странно, в центъра на всяка от тях обикновено е най-малката частица прах, влязла в небето от вятъра. Първоначалният размер на кристалите е около 0.1 mm. Как се появяват снежинки от такъв лед? Облакът непрекъснато се движи и температурата вътре в нея се променя. В резултат на това в кристала се случват трансформации - тя непрекъснато привлича същите замразени малки частици вода, които се „прилепват” към нея. Ето защо формата на снежинките е уникална. Той се променя при температурата на околната среда. От опит знаем, че най-често снежните люспи, състоящи се от много големи, идеално дори пенливи снежинки, се изсипват от небето при минус температури от -10 до 0 o C. Това се дължи на факта, че влажност на въздуха издига се с нарастване на температурата, а от това все повече водни кристали плават там, се сблъскват един с друг и се свързват. Понякога има просто гигантски снежинки. Най-големият от тях е с диаметър около 38 cm.
Всяко природно явление винаги може да намери просто научно обяснение. Нека си припомним уроците по химия, за да разберем какво представлява снежинката. Формулата на водата е H 2 O, молекулата му се състои от два водородни атома и един кислороден атом. Следователно, в твърдо състояние, водата образува кристали с брой лица от три или шест.Това води до шестоъгълни снежни цветя със сложен и уникален модел. Шестоъгълни възли кристална решетка появяват се нови връзки и тя става все по-сложна, нарастваща в тези посоки. На всяка страна растат ледени лъчи с еднакви модели, тъй като растежът на кристали на една снежинка се случва синхронно при едни и същи условия в един и същ интервал от време. Ъгълът между тях може да бъде 600 или 1200 градуса. Нито един от снежинките не повтаря другия - това е основната загадка и привлекателност на тази ледена красота.
Както знаем, снегът е много лек. Факт е, че при образуването на фантастични снежни кристали в тях се образуват множество въздушни кухини. Какво са снежинките, или по-скоро техните кристали? Това е вид ажурна мрежа, пълна с 95% въздух. Снежинките са най-лекият и най-обемният вид снежни кристали. Те обикновено тежат около милиграм. Затова те са много леки и тихо висят в атмосферата, като постепенно намаляват. Траекторията и скоростта на всеки леден кристал са индивидуални. Поради това те се движат във въздушни маси с различни температури и съдържание на водна пара и образуват уникални модели, съдържащи до 200 отделни кристала. Снежинките са най-лекото и най-голямото разнообразие от тях.
Също така, снегът може да бъде под формата на малки бодливи снежни пелети - там кристалите се притискат по-гъсто. Един кубичен метър сняг съдържа повече от 300 милиона снежинки.
Както знаем, водата няма цвят. Защо тогава снежинките и снегът като цяло са бели? Техните лица отразяват слънчевата светлина и тя, както знаем, се състои от цветен спектър, в който се разделя бял цвят. Това може да обясни "невероятните" снеговалежи от различни цветове - между кристалите на водата, в зависимост от различни причини, различни вещества могат да замръзнат от екзотичните червени водорасли до обикновен въглищен прах.
Оказва се, че учените изследват снежинките и дори различават няколко сорта според метода на образуване на кристали. Те са изобретили различни класификации за тях, в които броят на сортовете достига 80. Най-простата система за дефиниране е предложена през 1951 г. от Комисията за сняг и лед на Международната асоциация за научна хидрология.
Тя включва седем вида кристали:
Не винаги през зимата снежинките изглеждат като перфектно шестоъгълно цвете. Както писахме по-горе, това зависи от влажността и температурата на въздуха.
Както знаем, времето зависи от сезона и степента на отдалеченост на терена от студените стълбове. Можем да наблюдаваме падащите снежинки през зимата само в определени температурни зони на планетата. Когато температурата на въздуха в близост до земната повърхност е над нула градуса, снегът просто не го достига, то се топи и се превръща в дъжд. Тъй като жителите на много страни, разположени в горещи географски ширини, са лишени от възможността да наблюдават в действителност този природен феномен - снеговалеж. Видяха го само на снимките. Обратно, на планетата има места, където цари вечна зима.