Śnieg z deszczem to nie śnieg. Jak się zorientować?

Śnieg jest opadem atmosferycznym, ale poważnie różni się od deszczu. Powstaje, jeśli para wodna nie skropli się tylko ulegnie kondensacji. Proces ten wymaga niskiej temperatury na dystansie wielu kilometrów, które pokonuje płatek śniegu spadając na ziemię.

Jak powstaje śnieg? 

Cząsteczki pary wodnej zaczają przeistaczać się w płatki śniegu wysoko w chmurach, ale w trakcie ich podróży ku ziemi musi cały czas dochodzić do krystalizacji. Drobinki lodu muszą zlepiać się, tworząc coraz bardziej skomplikowane geometrycznie kształty. W ten sposób formowany jest płatek śniegu. 

Początkiem każdego kryształu śniegu jest mała, sześciokątna struktura.

Pojedyncze kryształy śniegu, źródło: Snowcrystals

Może mieć ona kształt długiej kolumny lub płaskiej płytki, ale zawsze “obrasta” cząsteczkami lodu w konkretny sposób. Dążą one do powtórzenia budowy morfologicznej podstawowego pryzmatu i budują wokół niego sześć ramion. 

Przykłady naturalnych kryształów śniegu, źródło: Snowcrystals

Czy płatki śniegu są symetryczne? 

Łatwo ulec złudzeniu, ale płatki śniegu nigdy nie są idealnie symetryczne. Mogą być bardzo skomplikowanymi strukturami zbudowanymi z wielu kryształów śniegu, ale nie w tym rzecz. Rozwijające się kryształki śniegu rosną synchronicznie, a każde z ramion formującego się kryształu przechodzi przez tą samą ścieżkę. Kolejne elementy rzadko jednak tworzą symetryczny wzór.  

Proces wzrostu kryształków śniegu w dużym stopniu zależy od temperatury i wilgotności. Zgodnie z diagramem słynnego hodowcy śniegu, Ukichiro Nakayi, kształtom gwiazdki sprzyja temperatura około - 15 stopni C. Jeśli jest niższa, kryształ przypominać będzie igłę lub kolumnę.  

Diagram Nakayi prezentujący morfologię kryształów śniegu, źródło: Snowcrystals

W warunkach naturalnych jest to jednak nierealne, ponieważ krystalizacja następuje w drodze ku Ziemi. Warunki w jakich tworzą się kryształki śniegu są zmienne i odbija się to na ich ostatecznym kształcie. Wystarczy bliżej przyjrzeć się typowemu gwiezdnemu dendrytowi.

Kryształ śniegu o kształcie paprociowego dendrytu gwiezdnego, żródło: Snowcrystals

Jego ramiona są symetrycznie ułożone, ale każde z nich rosło niezależnie od pozostałych. Świadczą o tym ich boczne igiełki, które rozlokowane są inaczej na każdym z sześciu ramion.  

Jak duży może być płatek śniegu? 

Teoretycznie płatek śniegu mógłby rozrastać się w nieskończoność, a Księga Rekordów Guinnessa za rekordowe uznaje płatki śniegu, których średnica wynosiła aż 20 cm. Takie giganty zaobserwował pewien amerykański farmer, ale w 1887 roku i nie miał możliwości wykonać odpowiedniej dokumentacji fotograficznej.  

Według znawców tematu nie jest to wykluczone, ale największe płatki śniegu urastają do rozmiarów monety.

Głównym ograniczeniem wielkości jest to, że te duże kryształy są dość delikatne. Muszą szybko rosnąć, a jeśli powieje wiatr, rozpadają się. Dlatego warunki pogodowe potrzebne do wytworzenia tak dużych kryształów są rzadkie

- Kenneth Libbrecht , profesor fizyki w California Institute of Technology 

Czy śnieg z deszczem to też śnieg? 

Różnorodność kształtów i rozmiarów płatków śniegu może fascynować, ale błędem jest też postrzeganie wszystkiego co białe i leci z nieba jako śnieg. Oprócz zjawisk niemeteorologicznych w pole wyprowadzić nas może nawet poczciwy śnieg z deszczem. 

Opady atmosferyczne, które określamy tym terminiem to zamarznięte krople wody. Podobnie jak grad i krupy śnieżne nie jest to skrystalizowana para wodna tylko lodowe ziarna. Śnieg z deszczem powstaje na skutek zamarzania, a nie kondensacji. Może przypominać płatki śniegu, ale jego cząsteczki mają zupełnie inną strukturę.

Źródło: Snowcrystals, Live Science