Zakaj so snežinke pri otrocih drugačne. Zakaj so snežinke tako različne oblike? To so zanimivi razlogi za nastanek ogromnega števila sort snežink.

Dragi bralci, pozdravljeni! Imamo nov, no, zelo zabaven projekt. Vsi smo ujeli majhna bela padala, ki so padala z neba na palčnike ali v tople dlani, včasih pa kar v usta! Toda od kod prihajajo ti vzorčasti ledeni kristali in ali veste, kaj so snežinke?

Učni načrt:

Kako se pojavijo snežinke?

Snežinke obstajajo v naravi zaradi vodne pare. Od kopičenja vode poleti pada dež, pozimi pa hladen zrak zamrzne majhne kapljice vode in posledično sneži.

Kako nastane ta krhki čudež? Začetek vsakega vzorčastega kristala daje njegova sredina – jedro, ki je lahko kateri koli drobec prahu iz oblaka. Ta drobec prahu, ko se premika skozi oblake, je poraščen s prozornimi ledenimi kristalčki, ki ji dajejo določeno obliko. Postopoma se zlepi toliko kristalov, da zaradi teže prašnega delca pade na tla.

Če natančno preučite vzorce snežink, ki padajo z neba, zlahka opazite, da nobena ni podobna drugemu.

Zanimiva dejstva! Navadna snežinka tehta približno 1 miligram, redko 2 ali 3. Največ bolšuhanskih pa je padlo leta 1944 v Moskvi. Ne morete jim niti reči snežinke. V velikosti dlani so bili bolj podobni nojevim perjem.


Zakaj so snežinke drugačne?

Vprašanje, zakaj ledeni kristali padajo z neba v različnih oblikah, je že od nekdaj zanimalo znanstvenike. Prvi, ki je razmišljal o njihovi zgradbi, je bil nemški astronom Kepler. Spraševal se je, zakaj peterokotne ali sedemkotne snežinke ne padajo z neba.

Francoski matematik Descartes je najprej podrobno opisal, kako bi lahko izgledali ledeni kristali, in jih razdelil v skupine. V njegovih delih se omenjajo redke oblike.

Ko je bil mikroskop izumljen, je angleški fizik Hooke objavil grafične slike snežink, ki prikazujejo vse edinstvene zapletene vzorce naravnega čuda.

Ruskemu fotografu Sigsonu je uspelo celo fotografirati okoli dvesto različnih snežink. A pravi snežni pionir fotografije je bil Američan Bentley, ki je v svojem življenju posnel 5000 slik, od tega 2500 uvrščenih v knjigo Snežni kristali.

Japonski fizik Nakaya se je naučil gojiti snežinke v laboratoriju. Poetično jih je imenoval pisma z neba.

Kot rezultat dela znanstvenikov iz različnih držav je postalo jasno, da

  • v naravi ni drugih oblik snežink, razen šesterokotnih,
  • vrsta je odvisna od okolja, v katerem se ledeni kristal rodi,
  • med dejavniki, ki vplivajo na obliko, so temperatura in vlažnost zraka,
  • najpreprostejši vzorci se pojavijo, ko zrak ni zelo vlažen,
  • višji kot je odstotek vlažnosti in temperature zraka, bolj zapletena in lepa se izkaže snežinka.
  • kot med žarki je lahko 60 ali 120 stopinj.

Zanimiva dejstva! Snežinka, ki pada na vodo, ustvarja visok zvok. Človek ga seveda ne sliši, a, kot pravijo znanstveniki, je tak hrup za ribe izjemno neprijeten.

Zdaj veste, od kod prihajajo snežinke in zakaj so drugačne. Vsi ledeni kristali so bili konvencionalno razdeljeni v sedem preprostih skupin in jim dali njihova običajna imena.

Plošča

Najpreprostejša od vseh, tanka in ravna. Ima veliko robov, ki delijo kristal na dele.

Stolpec

Te snežinke, ki spominjajo na votel šesterokoten svinčnik, so najpogostejše od vseh oblik. Na koncih je lahko topo ali koničasto.

Stolpec s konico

Ta tip dobimo, če navaden stolpec pade v določene pogoje, pod katerimi kristal spremeni smer svoje rasti in se na koncih postopoma spremeni v ploščo. To se na primer zgodi pri premikanju v drugo temperaturno območje pod vplivom vetra.

igla

To je nekakšna stebrasta snežinka, ki je postala tanka in dolga. Zgodi se, da imajo v notranjosti votlino, včasih pa se na koncih odprejo v obliki vej.

Zvezde

Ta primerek ima čudovito razvejano silhueto, ki jo radi občudujemo. Ima šest popolnoma simetričnih glavnih žarkov in veliko različnih vej. Velike so približno 5 mm in so običajno ravne.

Prostorski dendriti

Neverjetni vzorčasti kristali so obsežni zaradi kombinacije različnih drugih vrst.

Napačne snežinke

Ja, obstaja tudi takšna skupina, v kateri so poškodovani predstavniki, ki so si na poti do nas poškodovali vejice ali pa se popolnoma razbili. Takšne pohabljene snežinke običajno dobimo v močnem vetru, veliko jih je v mokrem snegu.

Se spomnite, rekli smo, da se različne oblike dobijo pod različnimi pogoji? Torej, tukaj je

  • zvezde običajno dobimo pri temperaturah do -5 stopinj,
  • ampak igle - od -5 do -10,
  • za kompleksne dendrite mora biti temperatura najmanj -10 in ne nižja od -20 stopinj,
  • vendar se plošče in stebri različnih velikosti oblikujejo tudi z zrakom pri -35.

Zanimiva dejstva! Ocenjuje se, da polovica prebivalcev Zemlje še nikoli ni videla snežink. Imajo pa priložnost priti na sever ali obiskati edini muzej snežink na svetu na Japonskem na otoku Hokaido.

Danes imamo zanimiv projekt. Poglejte nas pogosteje, na svetu je še veliko zanimivih stvari za povedati!

Mimogrede, o marsičem zanimivem smo že govorili. Na primer, zakaj listi jeseni porumenijo. seznanili smo se z zimskimi ljudskimi znamenji, izvedeli več o krogličnih strelah.
Evgenija Klimkovič.

Zdi se, da ni nič bolj breztežnega kot drobne snežinke: če vam pade na roko, ga ne boste občutili. Zdi se, da tanka "mreža" visi v zraku in vsi padajo, padajo - stotine, milijone, milijarde ... V nekaj urah so ogromni prostori pokriti s puhasto "odejo". Ko sneži, le redko razmišljaš o naravi snega, še redkeje pa o snežinkah. (Pohitite domov - v toplini!) Toda izkazalo se je - to je zapletena struktura ledenih kristalov, povezanih med seboj. Obstaja veliko možnosti za "sestavljanje" snežink - doslej ni bilo mogoče najti dveh enakih ...

Na nebu je plavala kristalna snežinka.
V bližini letijo prijatelji - v oblakih ni strašljivo.
Ena je snežinka, milijoni pa sneg,
In z nebesne višine - hiter tek.
Let je prijeten na nebu, kmalu pa na tleh
Na veselje otrok se bodo spremenili v snežne zamete! ..
Kristalna snežinka - ko je sama!
Oleg ESIN

Skrivnost rojstva

Kako navadna voda, ki zmrzne, tvori tako množico simetričnih čipkastih oblik? Da bi razumeli, zakaj so snežinke tako lepe, se seznanimo z življenjsko zgodbo enega snežnega kristala.
Oblaki vedno vsebujejo led ali tuje prašne delce. Služijo kot osnova za drobno jedro snežinke. Molekule vodne pare, ki se gibljejo kaotično, se ohladijo in, izgubijo hitrost, "želejo pristati". In potem je tu prah! Zahvaljujoč kristalom pridobi vzorce in se iz "grdega račka" spremeni v čudovitega laboda - kristalno snežinko.

Kršitelji zakona

Vsaka snežinka je edinstvena. Že v 17. stoletju je filozof in matematik R. Descartes zapisal, da so ta bitja videti kot vrtnice, lilije, kolesa s šestimi zobmi. Posebej ga je presenetila »drobna bela pika«, ki se nahaja v središču snežinke, kot da bi šlo za odtis kompasa, s katerim so orisali njen obseg. Veliki astronom I. Kepler je po božji volji razlagal obliko snežink ... Kakorkoli že, ali ni to čudež?! Prava čarovnija!
Čarovnija je čarovnija, a kako se izkaže tako raznolike snežinke? Izkazalo se je, da pod nekaterimi pogoji "led" intenzivno raste vzdolž osi in tvori podolgovate stebre in iglice, v drugih pa raje rastejo pravokotno na os in sčasoma kažejo plošče ali zvezde. Zdi se, da je vse preprosto in jasno.
In vendar obstaja ena skrivnost - skrivnost strukture snežink. Po navedbah fizikalni zakoni, kjer vlada strog red, ni prostora za kaos. In obratno. In šele ob rojstvu teh bitij red in kaos nekako sobivata.
Znano je, da mora biti trdno telo bodisi v obliki kristala (atomi so urejeni) bodisi v amorfnem stanju (tvorijo naključno mrežo). Po drugi strani pa snežinke kršijo vse zakone: imajo mrežo, kjer so atomi kisika (in kasneje molekule vode) razvrščeni strogo po mestih, kot vojaki v vrstah, atomi vodika pa so naključni. Toda, ko se združijo atomi kisika, vodikovi "potepuhi" tvorijo gladke obraze in ... se rodijo pravilne šesterokotne prizme.
Mlade snežinke niso nikoli peterokotne ali sedemkotne. Vedno znova ne preneham občudovati neverjetne matematične natančnosti, s katero narava ustvarja svoje mojstrovine. Neverjetno! Draguljarji se samo sprostijo...
Vendar prej ali slej začnejo snežinke pridobivati ​​na teži: nove molekule vode privlačijo vsak obraz in tuberkulo - pojavijo se nepravilnosti. Ko potujejo v oblakih, snežinke hitro rastejo: z roba se pojavi en debel žarek, ki se veje od tuberkulov. Če je vseh šest obrazov v enakih pogojih, nastanejo "dvojčki" žarki.

Zračni valček

Ko snežinke odrastejo in se ti, številni »otroci oblakov«, naberejo v očetovi hiši, se z »krepko radovednostjo« odločijo poskusiti srečo – se odpraviti na zračno potovanje na zemljo, ki lahko le pogojno imenujemo padec. K. Balmont je slikovito opisal let snežinke: »Pod vetrom, ki piha, trepeta, se dviga, na njej, nežno, rahlo se ziblje.«
Zračni tokovi pobirajo lahke "puhice", jih odnesejo na stran, dvignejo, krožijo v vrtincu plesa - "snežinke, kot smeh, plešejo v letu ..." In so "lahke, krilate, kot noč metulji«, spoznajte, da se zabavate in sproti zapojte pesem A. Tvardovskega:

Smo bele snežinke
Letimo, letimo, letimo.
Poti in poti
Vse bomo pokvarili.
Krožimo nad vrtom
Na mrzel zimski dan
In tiho sedite drug poleg drugega
Z ljudmi, kot smo mi.
Ples nad polji
Vodimo naš okrogli ples.
Kje, ne vemo
Veter nas bo nosil.

In na prvi pogled se morda zdi, da »... Nič jim ni mar! - V lahkih oblekah s čipko, z golo ramo ... ”Ampak to ni povsem res!

Izguba oblike

Snežinke, ki plapolajo v zraku, so v nevarnosti. Ko so v toplejših "robih", se lahko stopijo in se spremenijo v dežne kapljice ali zdrob. Poleg tega je njihov sovražnik izhlapevanje, zlasti v vetru in pri nizki vlažnosti. Manjša kot je snežinka, hitreje se topi: ostre konice se zgladijo, čipkaste izbokline izginejo. In dlje ko pade, bolj se zaokrožuje.
Ko ni vetra, se snežinke oprimejo drug drugega v ogromne kosmiče - vrtinčaste "krožnike". In zgodi se, da med hudimi zmrzali (pod -30 ° C) ledeni kristali "zmrznejo", močan veter neusmiljeno razbije njihove krhke žarke ali pa se zlomijo in drobijo, trčijo med seboj in padejo na tla v obliki "diamantni prah" - zelo puhast sneg iz tankih ledenih iglic.
Le majhen del "princes zračne žoge" doseže zemljo brez incidentov - varno in zdravo. So pa tudi njihove prijateljice, ki so se spremenile do neprepoznavnosti, tudi snežinke, čeprav so asimetrične. In mnenje, da morajo biti nujno šesterokotne zvezde, je zmotno. Tisti, ki so se šele rodili - da, toda tisti "modri z izkušnjami", ki so poznali toploto, veter in vodo, izgubijo nekdanjo lepoto. Njihove oblike niso več tako elegantne in pravilne, a še vedno zelo raznolike.

celotna znanost

Težko je razvrstiti pojav, ki se v naravi ne ponavlja. Vse snežinke so različne in njihovo ločevanje je v veliki meri stvar osebnih preferenc. Dolgo časa znanstveniki niso mogli fotografirati snežinke pod mikroskopom.
Prvič je to storil leta 1885 Američan W. Bentley z vzdevkom »Snežinka«. V 46 letih je ustvaril zbirko več kot 5000 unikatnih fotografij, ki dokazujejo, da noben par snežink ni povsem enak. Njihova študija se je spremenila v znanost in leta 1951 je Mednarodna komisija za sneg in led sprejela klasifikacijo ledenih kristalov, ki vključuje sedem glavnih vrst snežink in tri vrste ledenih padavin (drobna snežna zrna, ledena zrna in toča).
Je pa čas, da se predstavijo snežinke – tolikokrat smo omenili njihovo čarobnost in edinstvenost.

Seznamimo se!

Jaz sem puh iz snežinke, čudovita in neverjetna stvaritev narave. Ne brez razloga so mi posvečeni izjemni verzi. Poslušajte, kako je K. Balmont napisal o meni: "Lahko puhasta, bela snežinka, kako čista, kako drzna!" Gre za mene! Ampak nisem sam. Zelo, zelo nas je veliko.
Najlepši so tanki (debeli le 0,1 mm) zvezdasti kristali ali dendriti (tudi jaz spadam v to skupino). Naše drevesno, odprto, razvejano telo (premer 5 mm ali več) je sestavljeno iz šestih simetričnih glavnih vej in številnih vej - po želji.
Naši najbližji sorodniki so disk sestre. So ravni in tanki, kot mi. Vendar so po lepoti slabši od nas: veliko ledenih reber razdeli rezila njihovega telesa na sektorje - prav tako nič, a takšne milosti kot naša ni!
In naj nas bo malo, a s sestrami sva mojstrovini. Prav mi - lamelne snežinke - pritegnemo pogled bolj kot druge vrste snežink. In najštevilčnejši naši sorodniki so kolone ali kolone. To je oblika kristalov v obliki šesterokotnikov in svinčnikov, s pokrovčki, zašiljenimi na koncih ...
Zgodi se, da stebri, ki letijo v vrtincu plesa v območje z drugačno temperaturo, spremenijo svojo "orientacijo" - spremenijo se v plošče. In že se imenujejo stolpci (ali stolpci) z nasveti.
Med stebričastimi kristali rastejo posamezni "pospešeni" primerki dolgi in tanki. Imenujejo se igle. Včasih v njih ostanejo votline, konci pa se razcepijo na veje.
Nekateri naši "ravni in stebričasti" sorodniki se odločijo za življenje v "družinah" - tridimenzionalnih strukturah. Mimogrede, dobimo zelo zanimive kompleksne stvaritve - prostorski dendriti: kristali, ki rastejo skupaj, ohranjajo svojo individualnost - vsaka veja se nahaja v svoji ravnini.
Veliko težav pade na delež "snežinke-balerine": v vročini ali v močnem vetru izgubijo veje, se zlomijo. Običajno je v mokrem snegu veliko takšnih "pohabljencev". To so kristali nepravilne oblike.

pisan sneg

Da sneg ni čisto bel, ampak rahlo moder, je že dolgo znano. V njej naredite luknjo približno meter. Svetloba v debelini snega ob robu luknje bo videti rumenkasta, globlja - rumenkasto-zelena, modrikasto-zelenkasta in na koncu svetlo modra. Odsev neba nima nič opraviti s tem. In v oblačnem vremenu in pri uporabi kartonske cevi - nič se ne bo spremenilo. Zakaj se pojavi modrina?
Led snežink je prozoren, sončna svetloba, ki se odbija in razprši po njihovih številnih obrazih, izgublja rdeče in rumene žarke, pri čemer ostane le modrikasto zelena, modra ali svetlo modra - odvisno od debeline kristala. Ko pa je snežink veliko, se ustvari vtis bele mase.
Na različnih območjih - "njihov" sneg, posebne oblike in barve. V arktičnih regijah lahko vidite roza ali rdeč sneg - to barvo dobi zaradi alg, ki živijo med kristali. Obstajajo primeri, ko je zapadel modri, zeleni, sivi in ​​celo črni sneg (očitno zaradi saj in industrijskega onesnaženja atmosfere).

Stara se tako kot mi.

Toda vrnimo se k svežemu ohlapnemu snegu v obliki zvezd, igel, stebrov ... Nešteto snežink ni kot zrna peska: kot živa bitja, ko so skupaj, takoj začnejo aktivno sodelovati: izhlapevajo, njihovi ostri koti so zglajeni. Odvečna para preide v trdno (ali tekoče) stanje. V središču snežink se nabira led. Majhni kristali izginejo, veliki postanejo večji in izgubijo svojo edinstvenost. Pojavijo se ledeni mostovi. V snežni "hiši" je vse manj zraka, sneg se stisne, strdi, spremeni v zgoščen, nato zgoščen in končno v firn - gost grobozrnat sneg iz stisnjenih ledenih zrn.
Te procese opazimo pri kateri koli "dolgotrajni" snežni odeji. Pospešujejo jih otoplitve, nanje vplivajo vetrovi. In če so snežinke padle v obliki zrn in tvorile že gost sneg, se njegovo "staranje" pospeši ...
»Sneg se vrti, sneg pada - sneg! Sneg! Sneg!..« Svež sneg na zmrzal dan vedno spremlja veselo hrustanje pod nogami. In to ni nič drugega kot zvok lomljenja kristalov. Ne moremo zaznati zvoka ene zlomljene snežinke, toda nešteto zdrobljenih kristalov ustvari zelo izrazito škripanje.
Poskusite ujeti to krhko nebesno lepoto na rokavico in jo pravilno preučiti. Sami boste videli, da je to čarovnija, pravi čudež! In se čudite njegovi veličastnosti!

Številke in dejstva:

  • Več kot polovica svetovnega prebivalstva še nikoli ni videla pravega snega.
  • V 1 m3 snega je 350 milijonov snežink, po vsej Zemlji pa 10 do 24. stopinje. Teža snežinke je le približno 1 mg, redko - 2-3 mg. Vendar pa lahko milijarde skoraj breztežnih snežink v kombinaciji celo vplivajo na hitrost vrtenja Zemlje. Mimogrede, do konca zime masa snežne odeje na planetu doseže 13.500 milijard ton.
  • Nemškim meteorologom je uspelo izračunati, da na Nemčijo vsako leto pade več septilijonov (število s 24 ničlami) snežink, med katerimi ni niti dveh enakih.
  • Premer večine snežink je približno 5 mm. Čeprav obstajajo izjeme. 30. aprila 1944 je v Moskvi zapadel neverjeten sneg - snežinke v velikosti dlani, ki spominjajo na nojevo perje. Uradno registrirani "rekorder" je imel obseg 12 cm.
  • Izkazalo se je, da bela barva daje snegu ... zrak (95 odstotkov). Ohlapen in puhast sneg je nasičen z zračnimi mehurčki, od sten katerih se svetloba odbija. Prisotnost zraka določa tudi zelo nizko gostoto snežink in snega ter počasno hitrost njihovega padanja (0,9 km/h).
  • Japonski znanstvenik N. Ukichiro je sneg poimenoval »pismo z neba, napisano s skrivnimi hieroglifi«. Bil je prvi, ki je ustvaril klasifikacijo snežink. Po njem je poimenovan edini muzej snežink na svetu na otoku Hokaido.

Snežinke, edinstvene in neponovljive, so že od nekdaj zanimale znanstvenike, nekateri pa so vse življenje posvetili preučevanju ledenih kristalov.

Eden prvih znanstvenikov, ki je razmišljal o strukturi snega, je bil nemški matematik in astronom. Johannes Kepler(1571-1630). Leta 1611 je objavil kratko razpravo Novoletno darilo ali O šesterokotnih snežinkah, ki jo lahko imenujemo prvo znanstveno delo o snežinkah.

Ker so vedno, ko začne snežiti, prve snežinke v obliki šesterokotne zvezde, mora biti za to razlog. Kajti če je to nesreča, zakaj potem ni petkotnih ali sedemkotnih snežink, zakaj šesterokotne vedno padajo, razen če zaradi trkov izgubijo obliko, se ne zlepijo v množici, ampak padajo redko in ločeno?

- Johannes Kepler, Novoletno darilo, ali Na šesterokotnih snežinkah, 1611 (prevedel Yu. A. Danilov)

Rene Descartes(1596-1650), francoski filozof in matematik, je prvi podrobno opisal obliko snežink. Zanimivo je, da so v Descartesovih zapiskih omenjene celo zelo redke oblike ledenih kristalov, na primer stolpci z vrhom.

Bile so majhne plošče ledu, ravne, zelo gladke in prosojne, približno debeline lista debelega papirja ... popolnoma zložene v šesterokotnike, katerih stranice so bile tako ravne in koti tako enaki ... nemogoče je oseba, ki bi ustvarila kaj takega.

— René Descartes, 1635

Izum mikroskopa je omogočil angleškemu fiziku Robert Hooke(1635-1703), da bi leta 1665 objavil delo "Mikrografija", v katerem je znanstvenik opisal vse, kar je lahko preučil s pomočjo novega instrumenta. Publikacija vključuje številne risbe snežink, ki so prvič pokazale kompleksnost in zapletenost snežnih kristalov.


Risba iz "Mikrografije" Roberta Hooka

Kvota

Med pregledovanjem snežink z mikroskopom sem ugotovil... večja kot je povečava, bolj asimetrične so videti. Toda to asimetrijo lahko pripišemo taljenju ali poškodbi med padcem, ne pa napaki v naravi.

— Robert Hooke, Mikrografija, 1665

Eden prvih slavnih fotografov snežink je bil Andrej Andrejevič Sigson(1840-1907), ruski fotograf iz Rybinska. Skupno mu je uspelo fotografirati okoli 200 različnih oblik ledenih kristalov. Za to je fotograf uporabil posebno tehnologijo: snežinke so ujeli na svileno mrežo, nato pa jih z mikroskopom povečali za 15-24 krat. Da se krhki kristali med fotografiranjem ne bi topili, je Sigson ohladil roke in dihal skozi posebno cev.


Snežinke Sigson

Ameriški pionir fotografije snežink je bil Wilson Bentley(1865-1931). V svojem življenju je posnel okoli 5000 slik snežink. 2500 jih je bilo objavljenih leta 1931 v knjigi Snežni kristali.

Snežinke Bentley, 1902

Ukihiro Nakaya(1900-1962), japonski fizik - prvi znanstvenik, ki je sistematiziral znanje o ledenih kristalih. Nakaya ni samo fotografiral snežink, ampak se je tudi naučil, kako jih gojiti v laboratoriju. Rezultat znanstvenikove raziskave je bila knjiga "Snežni kristali: naravni in umetni", izdana leta 1954.

Snežni kristali so pisma, ki so nam poslana iz nebes.

— Ukihiro Nakaya, dokumentarec"Snežni kristali", 1939

Kako torej nastanejo snežinke?

Snežinke izvirajo iz oblakov, kjer na najmanjših prašnih delcih pri negativni temperaturi nastanejo ledeni kristali. Nato na teh kristalih zrastejo novi itd. Struktura molekule vode določa šesterokotno obliko kristala, med njegovimi žarki sta možna le kota 60° in 120°.

Ker so v vsakem trenutku pogoji, v katerih snežinka raste, vsaj minimalno, drugačni, ima vsak kristal edinstveno obliko. Poleg tega so si vsi žarki ene snežinke zelo podobni, saj kristalizirajo hkrati v zelo podobnih pogojih.

Koliko vrst snežink obstaja?

Kljub edinstvenosti kristalov se še vedno lahko razvrstijo. Vendar po mnenju ameriškega znanstvenika Kennetha Libbrechta s Kalifornijskega inštituta za tehnologijo to ni lahka naloga, saj je to do neke mere stvar okusa vsakega raziskovalca. Libbrecht sam izdeluje 35 vrst snežink; Ukihiro Nakaya - 41 in najbolj zapletena klasifikacija, ki sta jo predlagala meteorologa Magono in Lee leta 1966 - 80 različnih vrst snežnih kristalov.


Razvrstitev Ukihiro Nakaya. U. Nakaya | Snežni kristali: naravni in umetni (Harvard University Press, 1954)

Vendar pa obstaja enostavnejša klasifikacija, ki jo je leta 1951 razvila Komisija za sneg in led Mednarodnega združenja za znanstveno hidrologijo - le 7 oblik snežnih kristalov in 3 vrste zamrznjenih padavin.

Razredi snežink po Mednarodni klasifikaciji snežkov. A. K. Dyunin, V snežnem kraljestvu, Založba "Znanost", Novosibirsk, 1983

1. Zapisi

Najenostavnejše snežinke so ravne šesterokotne prizme.

Snežinka začne svoje življenje v oblaku, ko se okrog majhnega prahu oblikuje ledeni kristal. Ledeni kristali so v obliki šesterokotnika. Prav zaradi tega je večina snežink oblikovana kot šesterokraka zvezda.

Kako natančno bo snežinka zrasla v danem trenutku, je odvisno od trenutnih razmer okoli snežinke: vlažnosti, temperature, tlaka, oblike snežinke. In tudi najmanjše spremembe teh parametrov lahko spremenijo potek rasti snežinke.

Pogoji se nenehno spreminjajo. In izkaže se, da snežinka nato raste v širino, nato rastejo njeni žarki. V hladnem in suhem vremenu snežinke praviloma rastejo v višino in ne v širino in dobimo šesterokotne stebre in ne širjenje zvezd, ki smo jih vajeni.

Smer rasti snežinke se vedno spreminja zaradi dejstva, da so ledeni kristali šesterokotni. Dva kristala ni mogoče povezati pod kotom, vedno sta pritrjena drug na drugega z ploskvijo. Zato žarki vedno rastejo v šestih smereh, "veja" pa lahko odstopi od žarka le pod kotom 60 ali 120 stopinj.

Ker vsaka snežinka živi svoje življenje in so zunanji pogoji za vse vsaj minimalni, a različni, so vse snežinke različne. Nobena snežinka ni popolnoma enaka – vsaka od njih gre skozi različne kombinacije vlažnosti, tlaka in temperature.

Snežinke, edinstvene in neponovljive, so že od nekdaj zanimale znanstvenike, nekateri pa so vse življenje posvetili preučevanju ledenih kristalov.

Eden prvih znanstvenikov, ki je razmišljal o strukturi snega, je bil nemški matematik in astronom. Johannes Kepler(1571-1630). Leta 1611 je objavil kratko razpravo Novoletno darilo ali O šesterokotnih snežinkah, ki jo lahko imenujemo prvo znanstveno delo o snežinkah.

Ker so vedno, ko začne snežiti, prve snežinke v obliki šesterokotne zvezde, mora biti za to razlog. Kajti če je to nesreča, zakaj potem ni petkotnih ali sedemkotnih snežink, zakaj šesterokotne vedno padajo, razen če zaradi trkov izgubijo obliko, se ne zlepijo v množici, ampak padajo redko in ločeno?

- Johannes Kepler, Novoletno darilo, ali Na šesterokotnih snežinkah, 1611 (prevedel Yu. A. Danilov)

Rene Descartes(1596-1650), francoski filozof in matematik, je prvi podrobno opisal obliko snežink. Zanimivo je, da so v Descartesovih zapiskih omenjene celo zelo redke oblike ledenih kristalov, na primer stolpci z vrhom.

Bile so majhne plošče ledu, ravne, zelo gladke in prosojne, približno debeline lista debelega papirja ... popolnoma zložene v šesterokotnike, katerih stranice so bile tako ravne in koti tako enaki ... nemogoče je oseba, ki bi ustvarila kaj takega.

— René Descartes, 1635

Izum mikroskopa je omogočil angleškemu fiziku Robert Hooke(1635-1703), da bi leta 1665 objavil delo "Mikrografija", v katerem je znanstvenik opisal vse, kar je lahko preučil s pomočjo novega instrumenta. Publikacija vključuje številne risbe snežink, ki so prvič pokazale kompleksnost in zapletenost snežnih kristalov.


Risba iz "Mikrografije" Roberta Hooka

Kvota

Med pregledovanjem snežink z mikroskopom sem ugotovil... večja kot je povečava, bolj asimetrične so videti. Toda to asimetrijo lahko pripišemo taljenju ali poškodbi med padcem, ne pa napaki v naravi.

— Robert Hooke, Mikrografija, 1665

Eden prvih slavnih fotografov snežink je bil Andrej Andrejevič Sigson(1840-1907), ruski fotograf iz Rybinska. Skupno mu je uspelo fotografirati okoli 200 različnih oblik ledenih kristalov. Za to je fotograf uporabil posebno tehnologijo: snežinke so ujeli na svileno mrežo, nato pa jih z mikroskopom povečali za 15-24 krat. Da se krhki kristali med fotografiranjem ne bi topili, je Sigson ohladil roke in dihal skozi posebno cev.


Snežinke Sigson

Ameriški pionir fotografije snežink je bil Wilson Bentley(1865-1931). V svojem življenju je posnel okoli 5000 slik snežink. 2500 jih je bilo objavljenih leta 1931 v knjigi Snežni kristali.

Snežinke Bentley, 1902

Ukihiro Nakaya(1900-1962), japonski fizik - prvi znanstvenik, ki je sistematiziral znanje o ledenih kristalih. Nakaya ni samo fotografiral snežink, ampak se je tudi naučil, kako jih gojiti v laboratoriju. Rezultat znanstvenikove raziskave je bila knjiga "Snežni kristali: naravni in umetni", izdana leta 1954.

Snežni kristali so pisma, ki so nam poslana iz nebes.

— Ukihiro Nakaya, dokumentarni film Snežni kristali, 1939

Kako torej nastanejo snežinke?

Snežinke izvirajo iz oblakov, kjer na najmanjših prašnih delcih pri negativni temperaturi nastanejo ledeni kristali. Nato na teh kristalih zrastejo novi itd. Struktura molekule vode določa šesterokotno obliko kristala, med njegovimi žarki sta možna le kota 60° in 120°.

Ker so v vsakem trenutku pogoji, v katerih snežinka raste, vsaj minimalno, drugačni, ima vsak kristal edinstveno obliko. Poleg tega so si vsi žarki ene snežinke zelo podobni, saj kristalizirajo hkrati v zelo podobnih pogojih.

Koliko vrst snežink obstaja?

Kljub edinstvenosti kristalov se še vedno lahko razvrstijo. Vendar po mnenju ameriškega znanstvenika Kennetha Libbrechta s Kalifornijskega inštituta za tehnologijo to ni lahka naloga, saj je to do neke mere stvar okusa vsakega raziskovalca. Libbrecht sam izdeluje 35 vrst snežink; Ukihiro Nakaya - 41 in najbolj zapletena klasifikacija, ki sta jo predlagala meteorologa Magono in Lee leta 1966 - 80 različnih vrst snežnih kristalov.


Razvrstitev Ukihiro Nakaya. U. Nakaya | Snežni kristali: naravni in umetni (Harvard University Press, 1954)

Vendar pa obstaja enostavnejša klasifikacija, ki jo je leta 1951 razvila Komisija za sneg in led Mednarodnega združenja za znanstveno hidrologijo - le 7 oblik snežnih kristalov in 3 vrste zamrznjenih padavin.

Razredi snežink po Mednarodni klasifikaciji snežkov. A. K. Dyunin, V snežnem kraljestvu, Založba "Znanost", Novosibirsk, 1983

1. Zapisi

Najenostavnejše snežinke so ravne šesterokotne prizme.