Los copos de nieve vienen en una gama infinita de formas y tamaños. Muchos parecen ser obras de arte bidimensionales. Otros parecen un grupo enmarañado de hebras de hielo deshilachadas. La mayoría vienen como individuos, aunque algunos pueden caer como grupos de múltiples escamas. Lo que todos tienen en común es su fuente: nubes que generalmente flotan al menos un kilómetro (0.6 millas) sobre el suelo.
en invierno, el aire allí arriba puede ser muy frío, y se pondrá más frío cuanto más alto vayas. Para formar copos de nieve, esas nubes necesitan estar bajo cero. Pero no demasiado frío. Los copos de nieve se forman de la humedad en una nube., Si el aire se enfría demasiado, una nube no contendrá suficiente agua para que algo se precipite. Así que tiene que haber un equilibrio. Es por eso que la mayoría de las escamas se desarrollan en o justo por debajo del punto de congelación — 0º Celsius (32º Fahrenheit). La nieve se puede formar en ambientes más fríos, pero cuanto más fría se pone, menos humedad estará disponible para hacer un copo de nieve.
de hecho, el aire de una nube tiene que ser sobresaturado con humedad para que se forme una escama. Eso significa que hay más agua en el aire de lo que normalmente sería posible. (La humedad relativa puede alcanzar el 101 por ciento durante la sobresaturación., Eso significa que hay un 1 por ciento más de agua en el aire de lo que debería ser capaz de contener.)
cuando hay demasiada agua líquida en el aire, una nube intentará deshacerse del exceso. Parte de ese exceso puede congelarse rápidamente en cristales, que luego vagan perezosamente hacia el suelo.
O esa es la respuesta simple. Los detalles no son tan sencillos.
el agua fría por sí sola no será un copo de nieve
se necesita una cosa más para convertir la humedad de la nube en una escama. Los científicos lo llaman núcleo (noo-klee-uhs). Sin algo sobre lo que glom, las gotas de agua no pueden congelarse., Incluso cuando la temperatura del aire está muy por debajo del punto de congelación, las gotas de agua permanecerán líquidas, al menos hasta que tengan un objeto sólido al que puedan adherirse.
Por lo general, que será algo así como un grano de polen, partícula de polvo o algún otro bit en el aire. Podrían ser aerosoles similares al smog o los compuestos orgánicos volátiles liberados por las plantas. Incluso las partículas diminutas de hollín o los trozos microscópicos de metal arrojados en el escape de un automóvil podrían convertirse en los núcleos alrededor de los cuales se cristalizan los copos de nieve.
de hecho, cuando el aire está muy limpio, puede ser muy difícil para la humedad de una nube encontrar un núcleo.,
cerca del suelo, cualquier objeto puede demostrar una zona de congelación adecuada. Así es como hacemos que se forme hielo en las ramas de los árboles, postes de luz o vehículos. A diferencia de las heladas, el hielo de escarcha se desarrolla cuando las gotas de agua sobreenfriadas se congelan en las superficies que se congelan. (Por el contrario, las heladas se forman cuando la humedad se acumula en las superficies en forma líquida y luego se congela.)
alto en una nube, tiene que haber algunas pequeñas partículas flotantes para que los cristales de nieve se desarrollen. Cuando surgen las condiciones adecuadas, las gotas de agua superenfriadas se engancharán a estos núcleos (NOO-klee-eye)., Lo hacen uno por uno, construyendo un cristal de hielo.
Cómo los copos de shape up
para entender qué hay detrás de la forma intrincada y compleja de un copo de nieve, los científicos recurren a la química: la acción de los átomos.
una molécula de agua, o H2O, está hecha de dos átomos de hidrógeno unidos a un átomo de oxígeno., Este trío se combina en un patrón de «Mickey Mouse». Eso se debe a los enlaces covalentes polares (Koh-VAY-lent). El término se refiere a tres átomos que comparten electrones entre sí, pero de manera desigual.
el núcleo del oxígeno es más grande, por lo que tiene más tirón. Tira más fuertemente de los electrones cargados negativamente que comparten. Esto trae esos electrones un poco más cerca. También le da al oxígeno una carga eléctrica negativa relativa. Los dos átomos de hidrógeno terminan un poco positivos, en términos de carga.
Solo, la estructura de una molécula de agua se asemeja a una amplia V., Pero cuando múltiples moléculas de H2O se encuentran cerca una de la otra, comienzan a pivotar para que sus cargas eléctricas se emparejen. Las cargas opuestas se atraen. Así que un hidrógeno negativo apunta hacia un oxígeno positivo. La forma que tiende a resultar: un hexágono.
Es por eso que los copos de nieve tienen seis lados. Se deriva de la estructura hexagonal de seis lados de la mayoría de los cristales de hielo. Y hexágonos se unen. Se enlazan con otros hexágonos, creciendo hacia afuera.
así es como nace un copo de nieve.
cada hexágono contiene mucho espacio vacío. Esto explica por qué el hielo flota en el agua; es menos denso., Las moléculas de H2O más cálidas en la fase líquida son demasiado energéticas para asentarse en un hexágono rígido. Como resultado, el mismo número de moléculas de H2O ocupan un 9 por ciento más de espacio como hielo sólido que como agua líquida.
dependiendo de la temperatura, estos hexágonos se unen entre sí y crecen de diferentes maneras. A veces hacen agujas. Otros pueden formar dendritas tipo rama. Todos son hermosos. Y todos tienen su propia historia única de crecimiento de cristales.,
La estructura del copo de nieve ha sido una curiosidad científica desde que Wilson Alwyn «Snowflake» Bentley adjuntó un microscopio a su cámara en 1885 y se convirtió en la primera persona en fotografiarlos.
estos cristales de corta duración todavía cautivan a los científicos. Para capturar mejor su forma y movimiento, Tim Garrett de la Universidad de Utah en Salt Lake City recientemente construyó una mejor cámara de copo de nieve. Lo ha estado usando para obtener una vista interna de la variedad de copos que caen.,
Copos de nieve por los números
2. Los copos de nieve tienden a ser menores que el ancho de una moneda en diámetro. Pero de vez en cuando, se forman verdaderos whoppers., En enero de 1887, un ranchero de Montana reportó copos de nieve «más grandes que las milkpans.»Eso los haría de unos 38 centímetros (15 pulgadas) de ancho. Como eso fue antes de las cámaras domésticas Portátiles, este número puede ser desafiado. Pero a veces se desarrollan copos de nieve de más de 15,2 centímetros (6 pulgadas). Los Biggies tienden a formarse cuando las temperaturas están cerca de la congelación y el aire húmedo. El tamaño de un copo de nieve también refleja otros factores. Estos incluyen la velocidad y dirección del viento, el punto de rocío, incluso cuán Electrificadas están las diferentes capas de la atmósfera., Pero nadie ha realizado mediciones cuando volaban copos gigantescos.3. La mayoría de los copos de nieve caen aproximadamente a un ritmo de caminata, entre 1.6 y 6.4 kilómetros (1 y 4 millas) por hora.
4. Con la nube en la que los copos se forman generalmente de uno a dos kilómetros (0.6 A 1.2 millas) hacia arriba, cada maravilla CRISTALINA puede derivar en cualquier lugar de 10 minutos a más de una hora antes de llegar al suelo. A veces, son llevados de vuelta, y se necesitan varios intentos para llegar al suelo.