Вы знает, что такое снег и как образуются снежинки?

Свежевыпавший снег всегда  у нас ассоциируется с чем-то чистым, светлым и праздничным. И часто, при взгляде на порхающие пушистые хлопья, возникает вопрос – как же эта красота создается? 

Снег – это форма атмосферных осадков. А значит уместно будет прежде всего вспомнить, что такое облака – “виновники” осадков. Возникшие в результате конденсации водяных паров, облака содержат скопления облачных элементов: капелек воды и кристалликов льда – в зависимости от температуры воздуха в облаке. 

Это заметили еще воздухоплаватели, поднимающиеся высоко в воздух на воздушных шарах. Затем это явление плотненько изучали ученые. Которые и отметили, что когда температура воздуха в облаке не превышает -10 градусов, оно содержит дождевые капли.

В пределах от -10 до -15 градусов в облаке будут присутствовать и капли воды и кристаллики льда, превращающиеся в снежинки. И тогда облако “облегчается” мокрым снегом (дождь со снегом). А вот когда температура воздуха в облаке падает до -15 градусов, тогда на нас сыпется пушистый или колючий снег.

ИНТЕРЕСНО: слово облако произошло от старославянского слова облакати. Что означает одевать, окружать. (Ермошкина А. А.: “Интересное явление природы – облако”).

Снежинки образуются при постепенном похолодании в облаке, при котором водяные пары превращаются в мелкие кристаллы льда. Причиной их образования или зародышем каждого такого кристалла всегда является невидимые невооруженным глазом частички пыли, дыма, пыльца растений, бактерии и вирусы.

Они индуцируют начало образования каждого микроскопического шестиконечного кристаллика льда, в результате присоединения к этим “индукторам” шести капель воды диаметром около 10 мкм. Затем эти кристаллы медленно растут во время их “скитаний” внутри облака. Что-то отдаленно напоминающее можно наблюдать и на оконном стекле.

Шестиугольную форму снежинок разгадывали в свое время и китайский ученый Хань Инь (135 год до н.э.). И немецкий ученый Йоханнес Кеплер, который в 1611 году писал:”Должна быть причина, по которой снег имеет форму шестиугольной звездочки. Это не может быть случайностью”.

Но только через 300 лет ученые сумели раскрыть молекулярную формулу снега. В 30-х годах позапрошлого века японский ученый Укичиро Накая, изучал создание снежинок в лабораторных условиях. Он установил, сто снежинки-”звездочки” образуются в пределах температур от -2 до -15 градусов, а снежинки-”болты” образуются в пределах от -5 до -30 градусов мороза.

На каждом уголке этого кристаллика вырастают новые кристаллы , которые также обрастают новыми кристаллами. В результате образуется совершенная по красоте “звездочка”, либо “болтик”. 

Подробно изучил и обосновал физику роста снежных кристаллов Доктор физических наук, живущий в Калифорнии – Кеннет Либбрехт.

В своей статье, вышедшей в октябре 2019 года (2019,Lib] Kenneth G. Libbrecht, Snow Crystals, arXiv:1910.06389, 2019.) и в Монографии на 540 страниц ученый рассказывает много интересного о снежинках.

К.Либбрехт, в результате своих исследований, установил, что снежинка приобретает ту или иную форму из-за молекулярной диффузии, происходящей благодаря поверхностной энергии.  

Чтобы вам было понятно: вспомните, о чем я писала выше – первоначальные кристаллы снега растут за счет внедрения в их решетку свободно “плавающих” в воздухе облака молекул воды.

Так вот эти первоначальные кристаллы, как утверждает Либбрехт, могут расти в двух основных направлениях – наружу или вверх. Это зависит от температуры в облаке, о которой я писала выше.

Наружу он растет тогда, когда, оседающий по углам кристалла водяной пар, диффундирует (распространяется) по поверхности к краю кристалла.Тогда вырастает плоская снежинка-”звездочка”. 

А когда пар диффундирует к граням кристалла, тогда он растет вверх, образуя снежинку-”болт”. Все просто. 

 

 

+1
0
+1
0

Автор публикации

Авторизация
*
*
Регистрация
*
*
*
Генерация пароля
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x