płatki śniegu mają nieskończony zakres kształtów i rozmiarów. Wiele z nich wydaje się być dwuwymiarowymi dziełami sztuki. Inne wyglądają jak matowe skupisko strzępiących się nici lodowych. Większość jest osobnikami, choć niektóre mogą spaść jako grudki wielopłaszczyznowe. To, co wszystkie mają ze sobą wspólnego, to ich źródło: chmury, które zwykle zawisają co najmniej kilometr (0,6 Mili) Nad ziemią.
zimą powietrze na górze może być bardzo zimne — i będzie chłodniejsze im wyżej pójdziesz. Aby uformować płatki śniegu, te chmury muszą być poniżej zera. Ale nie za zimno. Płatki śniegu tworzą się z wilgoci w chmurze., Jeśli powietrze jest zbyt zimne, chmura nie zatrzyma wystarczającej ilości wody, aby cokolwiek wytrąciło się z równowagi. Więc musi istnieć równowaga. Dlatego większość płatków rozwija się w temperaturze lub tuż poniżej zera – 0º Celsjusza (32º Fahrenheita). Śnieg może tworzyć się w chłodniejszych środowiskach, ale im zimniej, tym mniej wilgoci będzie dostępna, aby Płatek śniegu.
w rzeczywistości powietrze chmury musi być przesycone wilgocią, aby utworzyć Płatek. Oznacza to, że w powietrzu jest więcej wody niż normalnie byłoby to możliwe. (Wilgotność względna może osiągnąć 101 procent podczas przesycenia., Oznacza to, że w powietrzu jest o 1 procent więcej wody niż powinna być w stanie utrzymać.)
gdy w powietrzu jest zbyt dużo ciekłej wody, Chmura spróbuje pozbyć się nadmiaru. Część tego nadmiaru może zamarznąć w kryształy, które następnie leniwie meandrują na ziemię.
Lub to jest prosta odpowiedź. Szczegóły nie są takie proste.
sama zimna woda nie zrobi płatka śniegu
jeszcze jedna rzecz jest potrzebna, aby zmienić wilgoć z chmur w Płatek. Naukowcy nazywają to jądrem (noo-klee-uhs). Kropelki wody nie zamarzną., Nawet gdy temperatura powietrza jest znacznie poniżej zera, krople wody pozostaną ciekłe — przynajmniej dopóki nie będą miały stałego przedmiotu, do którego mogą dołączyć.
Zazwyczaj będzie to coś w rodzaju ziarna pyłku, cząstki pyłu lub innego unoszącego się w powietrzu bitu. Mogą to być smogopodobne aerozole lub lotne związki organiczne uwalniane przez rośliny. Nawet drobne cząstki sadzy lub mikroskopijne kawałki metalu wypluwane do wydechu samochodu mogą stać się jądrami, wokół których krystalizują się płatki śniegu.
rzeczywiście, gdy powietrze jest bardzo czyste, wilgoć chmury może być bardzo trudna do znalezienia jądra.,
w pobliżu Ziemi każdy obiekt może okazać się odpowiednią strefą zamrożenia. W ten sposób tworzymy lód rime na gałęziach drzew, słupach świetlnych lub pojazdach. W odróżnieniu od mrozu, lód rime powstaje, gdy przechłodzone krople wody zamarzają na powierzchniach pod zamarznięciem. (Natomiast mróz tworzy się, gdy wilgoć zbiera się na powierzchniach w postaci płynnej, a następnie zamarza.)
wysoko w chmurze muszą być jakieś małe pływające cząstki, aby kryształy śniegu mogły się rozwinąć. Kiedy pojawią się odpowiednie warunki, przechłodzone krople wody zatrzaskają się na te jądra (NOO-klee-eye)., Robią to jeden po drugim, budując kryształ lodu.
jak kształtują się płatki
aby zrozumieć, co kryje się za skomplikowanym i złożonym kształtem płatka śniegu, naukowcy zwracają się ku chemii — działaniu atomów.
cząsteczka wody, czyli H2O, składa się z dwóch atomów wodoru związanych z atomem tlenu., To trio łączy się w wzór „Myszki Miki”. Wynika to z polarnych wiązań kowalencyjnych (Koh-VAY-lent). Termin ten odnosi się do trzech atomów, które dzielą ze sobą elektrony, ale nierównomiernie.
jądro tlenu jest większe, więc ma większą siłę przyciągania. To Yankes silniej na ujemnie naładowane elektrony, które dzielą. To przybliża te elektrony. Daje również tlen względny ujemny ładunek elektryczny. Dwa atomy wodoru kończą się nieco dodatnim ładunkiem.
sama struktura cząsteczki wody przypomina szerokie V., Ale kiedy wiele cząsteczek H2O znajduje się blisko siebie, zaczynają się obracać tak, że ich ładunki elektryczne łączą się w pary. Przeciwne opłaty przyciągają. Zatem ujemny Wodór zmierza w kierunku dodatniego tlenu. Kształt, który ma tendencję do uzyskania: sześciokąt.
dlatego płatki śniegu mają sześć stron. Wywodzi się z sześciokątnej-sześciobocznej-struktury większości kryształów lodu. I hexagony łączą siły. Łączą się z innymi sześciokątami, rosnąc na zewnątrz.
tak rodzi się Płatek śniegu.
każdy sześciokąt zawiera dużo pustej przestrzeni. To wyjaśnia, dlaczego lód unosi się na wodzie; jest mniej gęsty., Cieplejsze cząsteczki H2O w fazie ciekłej są zbyt energiczne, aby osiedlić się w sztywnym sześciokątie. W rezultacie ta sama liczba cząsteczek H2O zajmuje 9 procent więcej miejsca w postaci stałego lodu niż w postaci ciekłej wody.
w zależności od temperatury sześciokąty te łączą się ze sobą i rosną na różne sposoby. Czasami robią igły. Inne mogą tworzyć dendryty podobne do gałęzi. Wszystkie są piękne. I wszystkie mają Swoją unikalną historię wzrostu kryształów.,
struktura płatków śniegu była naukową ciekawostką od czasu, gdy Wilson Alwyn „Snowflake” Bentley w 1885 roku podłączył mikroskop do swojego aparatu i stał się pierwszą osobą, która je sfotografowała.
te krótkotrwałe kryształy wciąż zachwycają naukowców. Aby lepiej uchwycić ich kształt i ruch, Tim Garrett z University of Utah w Salt Lake City zbudował niedawno lepszy aparat płatka śniegu. Używał go, by zobaczyć różne spadające płatki.,
płatki śniegu po numerach
2. Płatki śniegu mają zwykle mniejszą średnicę niż szerokość monety. Ale raz na jakiś czas tworzą się prawdziwe whoppers., W styczniu 1887 r. ranczer z Montany zgłosił, że płatki śniegu są ” większe niż kotły mleczne.”To czyniłoby je jakieś 38 centymetrów (15 cali) średnicy. Ponieważ to było przed przenośnymi kamerami domowymi, ten numer można zakwestionować. Ale płatki śniegu większe niż 15,2 centymetra (6 cali) czasami rozwijają się. Biggies mają tendencję do tworzenia się, gdy temperatury są w pobliżu zamarzania i wilgotne powietrze. Wielkość płatka śniegu odzwierciedla również inne czynniki. Należą do nich prędkość i kierunek wiatru, punkt rosy – nawet jak zelektryfikowane są różne warstwy atmosfery., Ale nikt nigdy tak naprawdę nie przeprowadzał pomiarów, kiedy latały gigantyczne płatki.
3. Większość płatków śniegu spada w tempie spaceru — od 1,6 do 6,4 kilometrów (1 i 4 mil) na godzinę.
4. Z chmurą, w której tworzą się płatki, zwykle jeden do dwóch kilometrów (0,6 do 1,2 mil) w górę, każdy krystaliczny cud może dryfować w dowolnym miejscu od 10 minut do ponad godziny przed dotarciem do ziemi. Czasami są przenoszone z powrotem do góry i potrzeba kilku prób dotarcia do ziemi.