Крохотные ледяные кристаллы замысловатых уникальных форм, которые щедро дарит нам каждая зима, - вот что такое снежинки. Тайна этого удивительного чуда природы давно привлекала к себе пытливые умы. Как возникает это явление, каким законам подчиняется строгая гармония их форм и почему они столь разнообразны – на эти вопросы постарается ответить данная статья.
История изучения снежинок
Учёные давно пытались узнать, что такое снежинки, дать объяснение сложной и гармоничной структуре их строения. Самые первые их рисунки с натуры сделаны швейцарским исследователем Мангусом в 1555 году.
В начале XVII века немецкий учёный Иоганн Кеплер выяснил, что практически все снежинки представляют собой шестиугольные кристаллы. Он издал на эту тему научный труд.
В 1635-1637 годах вопрос о том, что такое снежинки, заинтересовал французского математика Рене Декарта. Он описывал их похожими на лилии, розочки и колёсики с шестью зубцами. Он опубликовал собственные зарисовки, на которых можно увидеть даже снежинки с восемью или двенадцатью зубчиками, встречающиеся в природе весьма редко.
В 1885 году американский учёный Вилсон Бентли впервые сфотографировал под микроскопом снежный кристалл. За почти пятьдесят лет его коллекция составила около 5000 подобных фотографий.
Японец Накая Укитиро – учёный-физик – серьёзно занимался изучением того, как образуются снежинки и почему все они такие разные, в 30-х годах ХХ столетия. Он составил их первую научную классификацию, а также изобрёл механизм для изготовления искусственного снега. Именем этого учёного назван Музей снега и льда, размещённый в Японии на острове Хоккайдо.
В 1955 году россиянин А. Заморский разделил снежинки на девять классов, а также 48 видов. В их числе – "ежи", "иглы", "пластинки", "столбики", "запонки" и другие.
Американец Кеннет Либрехт, живущий в наши дни, составил "Полный справочник снежинок". В его лаборатории кристаллы снега выращиваются искусственно, им даже возможно придать дизайнерскую форму.
Как образуются снежинки
Снежинки формируются из испарений воды. Крошечные капельки при низкой температуре и влажности конденсируются высоко в облаках. Они сталкиваются с пылинками, витающими в воздухе, и присоединяются к ним. Таким образом, то, из чего состоят снежинки, – это пылинки (ядра кристаллов) и мелкие ледяные частички, постепенно нарастающие вокруг каждой из них.
По мере того как будущая снежинка опускается к земле, к ней присоединяются всё новые кристаллики льда, при этом сохраняется её отчётливо шестигранная форма. Выпуклые участки кристалла растут быстрее.
Сталкиваясь на своём пути с переохлаждёнными капельками, снежинка продолжает расти. Достигнув критической массы, она падает вниз – на землю.
Разнообразие снежинок
На то, как образуются снежинки и как они растут, влияет неисчислимое множество факторов. Самый существенный из них – чередование температуры воздуха в разных слоях атмосферы, которые кристалликам снега доводится миновать.
В воздухе снежинки непрерывно меняются. В холодных зонах рост кристалликов ускоряется, они значительно вырастают в длину. Там, где царит более тёплый воздух, их "лучи" практически не удлиняются, зато начинают расти вширь. Зная о том, что такое снежинки, можно без труда объяснить, почему в зависимости от погодных условий в конкретной местности обычно выпадает характерный для неё тип снега.
Так, в Прибалтике и центральной части России в безветренную погоду снег часто идёт в виде крупных "пушистых" хлопьев, имеющих сложную разветвлённую форму. При сильных порывах ветра и низкой температуре снежинки сталкиваются друг с другом, крошатся и в виде мелких обломков падают вниз. Если ударят сорокаградусные холода, зарождающиеся ледяные кристаллики укроют землю "алмазной пылью". А в центре Якутии в морозную погоду часто выпадают тоненькие "иголки" изо льда.
Когда выпадает снег
Снег образуется в том случае, когда температура воздуха составляет ниже двух градусов тепла. Мнение о том, что для этого столбик термометра непременно должен опуститься ниже нуля – это миф. В этом случае начинает подтаивать уже выпавший снег. Однако в процессе этого температура воздуха в местах, где находятся осадки, непременно понижается.
Самые тяжёлые снежные хлопья выпадают в диапазоне от нуля до двух градусов. А вот если температура начнёт подниматься выше, то, из чего состоят снежинки – мелкие кристаллики льда, будет неумолимо таять. В этом случае, скорее всего, следует ждать выпадения мокрого снега, а то и дождя.
