Lähes jokainen on halunnut nähdä lumen tai haluaa nähdä sen, jos ei ole koskaan voinut kokea sitä. Sekä animaatioissa että animaatioissa se on aina aiheuttanut tunteita kodista, kylmästä, talvesta, joulusta jne. Katso kuinka ne putoavat lumihiutaleet ikkunan läpi voi olla melko näky.
Mutta Tiedämmekö mitä lumihiutaleet ovat, miten ne muodostuvat ja minkä tyyppisiä lumihiutaleita on olemassa?
Mikä on lumihiutale ja miten se muodostuu?
Lumihiutaleet ovat monien jääkiteiden klustereita, jotka muodostuvat pilvissä suurissa korkeuksissa ja hyvin matalissa lämpötiloissa. Näiden jääkiteiden muodostamiseksi vesipisara on ensin jäädytettävä pilven sisällä olevan suspendoituneen hiukkasen ympärille. Nämä hiukkaset voivat olla pölyä tai siitepölyä, ja niitä kutsutaan kondenssivesi. Kun vesi pilven sisällä jäätyy, se muodostaa kuusikulmaisen prisman. Jotta vesipisara saisi tämän muodon, se on välttämätöntä pilven lämpötila saavuttaa vähintään -12 tai -13 °. Tällä tavalla loput vesipisarat voivat kiertää lasin ja tiivistyä sen pinnalle.
Kun loput pisarat lisäävät vähitellen jääkiteeseen, se liikkuu muun pilven läpi. Lasiin liittyvät vesipisarat tekevät sen sen reunoista, koska ne työntyvät esiin enemmän kuin mikään muu osa. Siksi kulmat kasvavat enemmän ja alkavat muodostua "käsivarret", joita kutsutaan dendriiteiksi. Tätä muodostumisprosessia kutsutaan haarautumiseksi ja se tekee lumihiutaleesta muodoltaan niin monimutkaisen.
Lopuksi lumihiutale liikkuu pilviä pitkin, kunnes se putoaa oman painonsa alle.
Lumihiutaleiden tyypit
Lumihiutaleiden ja prismojen haarojen tyypit riippuvat muodostumisen ympäristöolosuhteista, kuten lämpötilasta, ilmanpaineesta, veden määrästä, suspendoituneiden hiukkasten määrästä jne. Siksi lumisateella voimme tavata lukuisia erityyppisiä lumihiutaleita niiden erilaisten muodostumisolosuhteiden vuoksi.
Tämän tosiseikan tärkeyden korostamiseksi entistä enemmän vuonna 1988 a Wisconsinin tutkijaryhmä osoitti, että jääkiteen kasvu riippuu niin monesta tekijästä, että ne ovat niin epäsäännöllisiä, että on erittäin epätodennäköistä, että luonnossa on olemassa kaksi yhtä suurta hiutaletta. Vaikka toisaalta he pystyivät myös simuloimaan laboratorio-olosuhteita niin samankaltaisina, että pystyivät luomaan kaksi täysin identtistä jäähiutaleita.
Seuraavaksi aiomme tarkastella yleisimpiä luonnossa esiintyviä jääkiteiden muodostumia:
Yksinkertaiset prismat
Tämän tyyppiset prismat ovat lumihiutaleiden perustavanlaatuisimpia. Sen muoto voi vaihdella pitkistä kuusikulmaisista prismoista hienoihin kuusikulmaisiin levyihin. Näiden prismojen koko on niin pieni, että niitä on hyvin vaikea nähdä paljaalla silmällä.
Tähtiterät
Niitä käytetään eniten klassisen lumihiutaleen piirtämiseen ja esittämiseen. Nämä ovat laminoituja jääkiteitä, joissa on kuusi vartta, jotka ovat riittävän leveitä muodostamaan tähti. Normaalisti havaitsemme, että niissä on oksien reunat koristeltu symmetrisillä merkeillä, jotka tekevät niistä erikoisemman.
Tähtien dendriitit
Termi dendriitti viittaa puun muotoon, ts. Jääkiteiden haarautuneisiin muotoihin. Siksi tähtidendriitit ovat lumihiutaleetyyppiä, jolla on 6 päähaaraa ja useita toissijaisia haaroja. Nämä lumihiutaleet ovat suurempia kuin edelliset ja näkyvät paljaalla silmällä.
Ontot pylväät ja neulat
Kuusikulmaisten muotojen päissä on joskus enemmän kartiomaisia muotoja, jotka tekevät niistä näyttävän onttoilta pylväiltä. Ne ovat kooltaan niin pieniä, että on melkein mahdotonta nähdä niitä paljaalla silmällä. Nämä hiutaleet muodostuvat noin -5 ° C: n lämpötilassa.
Kolmionmuotoiset kiteet
Jos jääkiteet kasvavat vain -2 ° C: n lämpötilassa, ne ovat yleensä kolmion muotoisia eikä kuusikulmaisia. Tämä prosessi tapahtuu yleensä hyvin harvoin.
Luodin rosetti
Tämän tyyppinen lumihiutale muodostuu tilanteissa, joissa jääkiteen muodostuessa muodostuu useita, jotka kasvavat satunnaisessa suunnassa. Kun samanaikaisesti muodostuneista eri kiteistä tulee pylväitä, niitä kutsutaan luodirosettiksi. Niitä kutsutaan siksi, että kun kiteet putoavat ja hajoavat, muodostuu yksittäisiä luodinmuotoisia jääkiteitä.
Keinotekoinen lumi
Matkailuympäristöissä keinolumen tuottamiseen käytetään koneita, jotka auttavat hiihtäjiä muokkaamaan rinteitä hyvin eikä lumesta loppu harrastamaan urheilua. Tästä keinolumesta muodostuvilla lumihiutaleilla ei kuitenkaan ole mitään tekemistä luonnollisten prosessien muodostamien lumihiutaleiden kanssa. Heillä ei ole geometrisia muotoja.
Mikä on lumihiutaleiden keskikoko ja mikä määrää niiden koon?
Lumihiutaleiden halkaisija on yleensä senttimetri aina niiden muodostumisolosuhteiden mukaan. Ne voivat vaihdella halkaisijaltaan senttimetristä joskus ne tavallisesti saavuttavat jopa 8 ja 10 senttimetriä. Anekdoottina kerron teille, että suurin kirjattu lumihiutale on dokumentoitu Fort Keoghissa Montanassa tammikuussa 1887 ja mitattu noin 38 senttimetriä halkaisijaltaan.
Lumihiutaleen rakenne määräytyy sen läpi kulkevan ilman lämpötilan ja kosteuden kautta, kun lumihiutale putoaa maahan. Kaikenlaisten lumihiutaleiden luokittelemiseksi ilman lämpötilan perusteella näitä olosuhteita on simuloitu laboratorioissa, jotta voidaan tietää, miten ne vaikuttavat:
- Tuotetaan 0–4 ° C: n välillä ohuita kuusikulmaisia levyjä ja tähtiä
- Neuloja valmistetaan välillä -4º –6º
- Tuotetaan onttoja pylväitä välillä -6º –10ºC
- Levyt valmistetaan välillä -10º - –12ºC
- Dendriittejä syntyy välillä -12–16 ° C
- -16 ° C: ssa tuotetaan levy- ja pylväsyhdistelmiä
Siksi yksi lumihiutaleiden ominaisuuksista herättää eniten ihmisten ja tutkijoiden huomion hiutaleet ovat symmetrisiä. Matematiikan maailmassa symmetrinen esine on täydellinen esine. Tätä tapahtuu lumihiutaleissa, koska vesipisaroiden yhdistyessä ja tiivistyessä jääkiteen oksien varrella, kun ne muodostuvat samoissa ympäristöolosuhteissa samanaikaisesti, ne muodostuvat symmetrisesti. Emme kuitenkaan todennäköisesti osaa arvostaa tätä hyvin, koska kun lumihiutaleet putoavat maan pinnalle, ne saapuvat murtuneina, sirpaloituneina tai yhdistettyinä muihin hiutaleisiin.
Miksi lumihiutaleet näyttävät valkoisilta?
Se on kysymys, jonka useampi kuin yksi on koskaan kysynyt. Miksi vaikka lumihiutaleet ovat vedestä ja jäästä, ne näyttävät valkoisilta? No, itse asiassa lumihiutaleet otetaan erikseen ne näyttävät läpinäkyviltä, varsinkin jos sinulla on ne lähellä mikroskooppia. Kuitenkin, kun kaikki lumihiutaleet ovat täynnä, se näyttää valkoiselta, koska valo heijastuu jääkiteiden useilta pinnoilta ja hajautuu tasaisesti kaikissa spektriväreissään. Koska valkoinen valo koostuu kaikista näkyvän spektrin väreistä, silmämme näkevät valkoisia lumihiutaleita.
Lumihiutaleiden uteliaisuus
Pienenä uteliaisuutena puhun vähän äänestä, jonka lumihiutaleet putoavat. Jos olet koskaan nähnyt lunta ja olet pysähtynyt kuuntelemaan melua, jota lumihiutaleet putoavat, huomaat siellä on hiljaisuus. Miksi putoavat lumihiutaleet eivät kuulosta, jos niitä on halkaisijaltaan noin 8 senttimetriä?
No, tämä johtuu siitä, että maahan putoavat ja kerääntyvät lumihiutaleet vangitsevat ilman niiden yksittäisten kiteiden välillä. Tämä aiheuttaa suurimman osan putoamisen aiheuttamasta tärinästä ja siksi he tekevät sen hiljaisemmin. Sanotaan, että noin 2 senttimetriä paksu kerääntynyt lumi voi hidastaa maiseman akustiikkaa. Vaikka on syytä mainita, että kun lumi kovettuu ja tiivistyy yhä enemmän, sen melunvaimennuslaatu menetetään.
Näiden ominaisuuksien ja lumihiutaleita koskevien tietojen avulla voimme nähdä lumisateen toisesta näkökulmasta. Se, että pystyt tuntemaan erityyppiset hiutaleet, joita voi muodostua luonnossa, ja yrittää tunnistaa ne, kun ne ovat käsissäsi, voi olla hauskaa ja viihdyttävää. Joten voimme joko mennä paikkaan, jossa sataa lunta, tai odottaa, että lunta sattuu kaupunkiin.