Високо-високо в небето, където температурата на въздуха е -30 и по-ниска, се образуват облаци от водна пара снежинки. Те не се появяват сами. Подобно на перлите, те се нуждаят от сърцевина, отправна точка, от която ще израснат лъчите на снежна звезда. Може да бъде всичко - замръзнала капчица, частица дим, прах. Първо, около ядрото се образува шестоъгълна обвивка, от ъглите на която след това могат да растат лъчи.

Формата на снежинката зависи от температурата, влажността, вятъра и дали снежинката е паднала плоско или на ръба.

Има много видове снежинки, но има няколко основни вида:
призми- шестоъгълни плочи или тънки колони.

Понякога може да се образува кухина вътре в колоната, тогава се нарича куха колона.

Игли- дълги, тънки кристали.

Дендрити- снежинки, тъй като те най-често се рисуват и изрязват от хартия.

Името на тези снежинки означава "подобни на дърво". Техните лъчи всъщност приличат на клони на дървета. Отделно разпределете папратови дендрити- наподобяват плоски папратови храсти.

Щеки с накрайници- шестоъгълна колона, в краищата на която са израснали симетрични плочи.

Ако колоната е къса и плочите са с различни размери, тогава се нарича такава снежинка двойна плоча.

Дванадесет лъчеви снежинки- понякога плочи от колони с върхове се оформят с ротация една спрямо друга и израсналите от тях лъчи създават дванадесетлъчева звезда.

Дименсионални кристалисе получават, когато от ядрото израснат не една, а няколко снежинки. С течение на времето те могат да се разделят на отделни звезди.

кристали неправилна форма се появяват, когато много малки снежинки са израснали една с друга.

Всъщност шестоъгълни, само три от шестте рамена са по-къси от останалите.

са сред най-често срещаните. Лъчите им не се разклоняват, растат на ширина.

Ако ръбовете се появят на лъчите, тогава снежинката се нарича плоча със сектори.

Снежинките са прозрачни. Но когато се слепват на люспи, светлината се заплита в краищата им и затова снегът изглежда бял.

Сега е горещо лято (надяваме се, защото по време на това писане навън вали сняг и мраз). И е време да си спомним нещо готино, зимно. За снежинките: причини и разновидностиснежинките ще бъдат разгледани в тази статия. плюс ред красиви снимкинаправо от електронния микроскоп. Така разделът "Вода" и подразделът "" се допълват с нова статия.

Относно снежинките: ще разгледаме причините и разновидностите възможно най-подробно. При възможност ще илюстрираме материала със снимки 🙂

Може да възникне въпросът: „Защо изобщо да говорим за причините за снежинките и техните разновидности?“ Много е просто: достатъчно е интересна тема, разширяване на хоризонтите и подобряване на холистична картина на света 🙂 Е, ако не се ровите в джунглата на педагогиката, тогава е просто.

Снежинка - снежен или леден кристал, най-често под формата на шестолъчни звезди или шестоъгълни плочи.

При много тежки студове (при температури под -30 ° C) ледените кристали изпадат под формата на "диамантен прах" - в този случай на повърхността на земята се образува слой от много пухкав сняг, състоящ се от тънък лед игли.

Обикновено по време на движението си в ледения облак ледените кристали растат поради директния преход на водната пара в твърдата фаза. Как точно се осъществява този растеж зависи от външни условия, по-специално върху температурата и влажността.

При определени условия ледените шестоъгълници нарастват интензивно по оста си и тогава се образуват продълговати снежинки - снежинки-колони, снежинки-игли. При други условия шестоъгълниците растат главно в посоки, перпендикулярни на тяхната ос, и тогава се образуват снежинки под формата на шестоъгълни плочи или шестоъгълни звезди. Капка вода може да замръзне до падаща снежинка - в резултат на това се образуват снежинки с неправилна форма.

Каква е причината за такова разнообразие от разновидности на снежинки? Сега нека се опитаме да го разберем.

Каква е разликата между снежинките и ледените кристали?

И снежинките, и снежните кристали се образуват от лед. Снежен кристал, както подсказва името му, е единичен леден кристал. Снежинка е по-общ термин; може да се отнася за отделен снежен кристал, както и за няколко снежни кристала, които се слепват, или големи групи от снежни кристали, които образуват снега, който пада от облаците.

Структура на ледените кристали.

Молекулите на водата в леден кристал образуват шестоъгълна решетка (виж фигурата). Червените топки са кислородни атоми. Сивите пръчици са водородни атоми. Два водорода за един кислород - H2O. Шесткратната симетрия на снежинките произлиза от кристална решеткалед.

Снежинките растат от водна пара.

Снежинките не са замръзнали дъждовни капки. Понякога дъждовните капки замръзват, докато падат, но това се нарича "градушка". Градушките нямат нито един от сложните и симетрични шарки, които се срещат в снежните кристали. Снежните кристали се образуват, когато водната пара кондензира директно в лед, което се случва в облаците. Снежинките се създават от растежа на кристалите.

Най-основната форма на кристален сняг е шестоъгълната призма, показана по-горе. Тази структура възниква, защото определени кристални повърхности, фасетните повърхности, натрупват материал много бавно. Това се дължи на факта, че повърхността, където се образуват ъглите, е по-енергийно неравновесна от тази, която образува равнината, тъй като в ъглите е по-вероятно да се образува връзка между молекулите една с друга. Това е лесно да се демонстрира върху четириъгълен кристал, най-простата форма.

Същата история с шестоъгълните призми. На снимката тук са шестоъгълни снежинки, събрани на Южния полюс от Уолтър Тейп. Тези снежинки станаха доста големи, тъй като бяха замразени за много дълго време, което позволи правилото за образуване на ледени кристали да се прояви напълно.

Шестоъгълната призма включва две шестоъгълни "основни" повърхности и шест правоъгълни "призмени" повърхности, както е показано на фигурата. Имайте предвид, че шестоъгълната призма може да бъде плоча или колона, в зависимост от скоростта на растеж на повърхностите.

Когато снежните кристали са много малки, те съществуват в по-голямата си част под формата на прости шестоъгълни призми. Но докато растат, "клоните" поникват от ъглите на призмите, създавайки по-сложни форми.

Произходът на сложните форми на снежинките.

Отговорът на този въпрос се крие в това как водните молекули се движат във въздуха, за да кондензират върху нарастващия снежен кристал. Молекулите се разпространяват във въздуха, за да достигнат кристала, и тази дифузия забавя техния растеж. По-отдалечените водни молекули трябва да пътуват по-дълго във въздуха, за да достигнат растящия кристал.

Така че, помислете за плоска ледена повърхност, която расте във въздуха. Ако възникне малък сблъсък и остане на повърхността, следата от него се простира малко по-далеч от останалата част от кристала. Това означава, че други водни молекули могат да достигнат това място по-бързо от останалата част от кристала, тъй като те трябва да пътуват по-далеч, за да стигнат до там.

Тъй като броят на водните молекули, достигащи до мястото на сблъсък, се увеличава, мястото на сблъсък расте по-бързо. След кратко време сблъсъците се случват по-често и растежът става още по-бърз. След това има това, което се нарича нестабилност на клоните - нови малки сблъсъци се раждат върху големи клони и стават мястото на образуване на странични клони. Така се ражда сложността.

Тази нестабилност е основната причина за създаването на сложните форми на снежните кристали.

Когато нестабилността на клона се прилага върху снежен кристал отново и отново, резултатът е това, което се нарича леден дендрит. Думата "дендрит" означава "дървоподобен", а звездообразните дървовидни снежни кристали са често срещани.

Скоростта на дифузия на водните молекули може да се промени в лабораторията. Ако снежните кристали се отглеждат във въздух под атмосферно налягане, те са по-малко разклонени. Това е така, защото дифузията не ограничава растежа при ниско налягане, следователно нестабилността на разклоненията не е толкова интензивна. При по-високо налягане се образуват по-разклонени снежни кристали.

Растежът на снежните кристали зависи от баланса между лицата и разклоненията. Фасетите са склонни да създават прости плоски повърхности, докато разклоняването е по-сложна структура. Взаимодействието между лицата и разклоненията е фино и силно зависи от параметри като температура и влажност. Това означава, че снежните кристали могат да растат по много различни начини, което води до голямо разнообразие, което се наблюдава под формата на снежинки.

Между другото, техният бял цвят е свързан с разклонения и разновидности на снежинки. Така белият цвят идва от въздуха, съдържащ се в снежинката. Светлината с различни честоти се отразява върху граничните повърхности между кристалите и въздуха и се разсейва. Снежинките са 95% въздух, което води до ниска плътност и относително ниска скорост на падане (0,9 км/ч).

Между другото, най-голямата снежинка е наблюдавана на 28 януари 1887 г. по време на снеговалеж във Форт Кео, Монтана, САЩ; Тя имаше 15 инча диаметър (около 38 см), публикувано в Monthly Weather Review, 1915, 73. Обикновено снежинките са с диаметър около 5 mm с маса 0,004 g.

Такива са интересните причини за появата на огромен брой разновидности на снежинките.

Въз основа на материали http://voda.blox.ua/2008/09/Chto-takoe-snezhinki-Chast-1.html

Снежинката е едно от най-удивителните природни творения. Ако човек искаше да създаде нещо подобно, трябваше много да се постарае. По време на снеговалеж милиарди малки кристали покриват земята и заслужава да се отбележи, че никой от тях не е еднакъв, всички са различни.

Какво определя формата на снежинката?

Формата на снежинката зависи от температурата, която е допринесла за нейното образуване. Всеки знае, че облаците, които са високо, ще бъдат по-студени от тези долу. И така, как температурата влияе върху формата на снежинка:

• -3...0 °С - плосък шестоъгълник;
• -5...-3 °С - игловиден кристал;
• -8...-5 °С - колона-призма;
• -12...-6 °С - пак плосък шестоъгълник;
• -16...-12 °С - звездовидни снежинки.

Докато снежинката расте, тя става тежка, което я кара да пада на земята. В процеса на падане формата му се променя. Ако, докато се спуска, снежинката се върти, тогава тя ще достигне земята идеално симетрична. И ако кристалът падне настрани, тогава в крайна сметка той ще загуби формата си. В движение снежинките могат да се слепят и да образуват цели снежни люспи. Всеки от тях може да съдържа до двеста кристала. Може да се заключи, че формата на снежинката зависи изцяло от траекторията на нейния полет и температурния режим на различни височини.

Класификация на снежинките

През 1951 г. Международната комисия за изследване на снега и леда приема класификация на твърдите валежи. Всички кристали, според него, могат да бъдат разделени на групи:

• записи;
• звездовидни дендрити;
• игли;
• колони;
• колони с връх;
• пространствени дендрити;
• образувания с неправилна форма.

• градушка;
• ледено зърно;
• снежни дребни зърна.

Описание на основните видове снежинки

• Звездовидните дендрити са кристали, които се характеризират с разклонена дървовидна структура. Те имат 6 основни клона, разположени симетрично, и много клони, разположени произволно. Размерът на такива образувания обикновено е 5 mm в диаметър, а дебелината им е 0,1 mm. Това предполага, че такива снежинки са тънки и плоски.
• Колоните са най-често срещаната форма на снежинки и се наричат ​​още колони. Такива кухи тръби могат да бъдат оформени като шестоъгълник, като молив със заострен край.
• Плочите са съставени от множество ледени ребра, които разделят снежинката на сектори. Такива образувания също са много тънки и плоски.
• Иглите са колоновидни кристали, които растат тънки и дълги. Понякога вътре те са кухи, а понякога могат да се разделят на няколко клона.

• Колоните с връх се характеризират с колонна форма, но под влияние различни факторимогат да се превърнат в тънки плочи, особено ако бъдат пренесени в зона, където преобладава различна температура.
• Пространствените дендрити са компресирани или слети колонни кристали, които са образували триизмерна структура. В този случай всеки клон е разположен в отделна равнина.
• Снежинките с неправилна форма са кристали, преживели много "приключения" по време на полета. Например, те могат да бъдат докарани в турбулентна зона, където могат да загубят някои от клоните или да се счупят напълно. Такива снежинки могат да се видят при силен вятър в мокър сняг.

В нощта на 31 декември Централна Русия беше чудодейно напудрена. Лекият пухкав сняг даде новогодишно настроение и покри земята с мек бял килим, който ще смекчи въздействието на силните студове.

Снежинките, уникални и неподражаеми, винаги са интересували учените, а някои от тях са посветили целия си живот на изучаването на ледените кристали.

Един от първите учени, които се замислиха за структурата на снега, беше немски математик и астроном. Йоханес Кеплер(1571–1630). През 1611 г. той публикува кратък трактат „Новогодишният подарък или върху шестоъгълните снежинки“, който може да се нарече първия научна работапосветен на снежинките.

Тъй като когато започне да вали сняг, първите снежинки са във формата на шестоъгълна звезда, трябва да има причина за това. Защото ако това е случайност, тогава защо няма петоъгълни или седмоъгълни снежинки, защо шестоъгълните винаги падат, освен ако не загубят формата си от сблъсък, не се слепват на множество, а падат рядко и поотделно?

- Йоханес Кеплер, Новогодишен подарък, или На шестоъгълни снежинки, 1611 (превод Ю. А. Данилов)

Рене Декарт(1596–1650), френски философ и математик, е първият, който описва подробно формата на снежинките. Интересното е, че дори много редки форми на ледени кристали се споменават в бележките на Декарт, например колони с връх.

Те бяха малки ледени плочи, плоски, много гладки и прозрачни, с дебелината на лист дебела хартия... идеално сгънати в шестоъгълници, чиито страни бяха толкова прави и ъглите толкова равни... невъзможно е за човек да създаде нещо подобно.

- Рене Декарт, 1635 г

Изобретяването на микроскопа позволи английски физик Робърт Хук(1635-1703), за да публикува през 1665 г. труд, наречен "Микрография", в който ученият описва всичко, което може да изследва с помощта на нов инструмент. Изданието включва много рисунки на снежинки, които за първи път показват сложността и сложността на снежните кристали.

Рисунка от "Микрография" на Робърт Хук

цитат

Докато изследвах снежинките с микроскоп, открих... колкото по-голямо е увеличението, толкова по-асиметрични изглеждат. Но тази асиметрия може да се дължи на топене или повреда по време на падането, но не и на дефект в природата.

— Робърт Хук, Микрография, 1665 г

Един от първите известни фотографи на снежинки беше Андрей Андреевич Сигсън(1840–1907), руски фотограф от Рибинск. Общо той успя да направи около 200 снимки. различни формиледени кристали. За да направи това, фотографът използва специална технология: снежинките се хващат върху копринена мрежа, след което се увеличават 15–24 пъти с помощта на микроскоп. За да предотврати разтопяването на крехките кристали по време на снимане, Сигсън охлаждал ръцете си и дишал през специална тръба.

Снежинки Сигсън

Американският пионер във фотографията на снежинките беше Уилсън Бентли(1865–1931). През целия си живот той прави около 5000 снимки на снежинки. 2500 от тях са публикувани през 1931 г. в книгата „Снежни кристали“.

Снежинки Bentley, 1902 г

Укихиро Накая(1900–1962), японски физик - първият учен, систематизирал знанията за ледените кристали. Накая не само снима снежинки, но и се научи как да ги отглежда в лабораторията. Резултатът от изследванията на учения е книгата "Снежни кристали: естествени и изкуствени", издадена през 1954 г.

Снежните кристали са писма, изпратени ни от небето.

- Укихиро Накая, документален филм"Снежни кристали", 1939 г

И така, как се образуват снежинките?

Снежинките възникват в облаците, където ледените кристали се образуват върху най-малките прахови частици при отрицателна температура. След това върху тези кристали израстват нови и т.н. Структурата на водната молекула определя шестоъгълната форма на кристала, между неговите лъчи са възможни ъгли само от 60° и 120°.

Тъй като във всеки момент условията, в които снежинката расте, поне минимално, са различни, всеки кристал има уникална форма. Освен това всички лъчи на една снежинка са много сходни, тъй като те кристализират едновременно при много сходни условия.

Колко вида снежинки има?

Въпреки уникалността на кристалите, те все още се поддават на класификация. Според американския учен Кенет Либрехт от Калифорнийския технологичен институт обаче това не е лесна задача, тъй като донякъде това е въпрос на вкус на всеки изследовател. Самият Либрехт прави 35 вида снежинки; Укихиро Накая – 41 и най-сложната класификация, предложена от метеоролозите Магоно и Лий през 1966 г. – 80 различни вида снежни кристали.

Класификация Укихиро Накая. © У. Накая | Снежни кристали: естествени и изкуствени (Harvard University Press, 1954)

Има обаче и още проста класификация, разработен през 1951 г. от Комисията по сняг и лед към Международната асоциация за научна хидрология - общо 7 форми на снежни кристали и 3 вида замръзнали валежи.

Класове снежинки според Международната снежна класификация. © А. К. Дюнин, В царството на снега, Издателство Наука, Новосибирск, 1983 г.

1. Записи

Най-простите снежинки са плоски шестоъгълни призми.

© Кичигин | Shutterstock.com

2. Звезди

Подобно на плочите, звездите обикновено са плоски и тънки, с шест лъча.

3. Постове

Куха отвътре, може да е молив.

4. Игли

Дълги и тънки кристали, понякога състоящи се от няколко клона.

© Кенет Г. Либрехт, Калтек | снежни кристали.com

5. Пространствени дендрити

Обемни снежинки се образуват, когато няколко кристала растат заедно.

© Кенет Г. Либрехт, Калтек | снежни кристали.com

6. Топирани публикации

Те се образуват, ако колоните попаднат в други условия и кристалите променят посоката на растеж.

© Yanping Wang | Shutterstock.com

7. Грешни кристали

Най-често срещаният тип. Образува се при повреда на снежинка.

© Кенет Г. Либрехт, Калтек | снежни кристали.com

Марина НИКОНОВА,
превод от английски

Какво пада от небето?

Дори да напуснете къщата за кратко, не забравяйте да вземете лупа със себе си.
В крайна сметка никога не се знае в кой ден ще пристигне най-красивата снежинка!

От историята

Снежинките многократно са ставали обект на сериозни научни изследвания. Първият трактат за снежинките е написан през 1611 г. от Джон Кеплер. В него той разсъждава защо снежните кристали са шестоъгълни.
Оттогава много учени се опитват да отговорят на този въпрос. На помощ им идва дори рентгеновата техника, но точно обяснение няма и до днес.
Отчаяни, учените решават да приемат, че Кеплер е бил прав като вярва, че снежинките, подобно на растенията, имат подобие на душа, която моделира формата им.
През 1635 г. философът и математик Рене Декарт пръв описва видовете снежинки, гледайки ги с невъоръжено око. Той беше първият, който намери и описа доста рядка снежинка с 12 точки.
През 1665 г. Робърт Хук вече изследва снежинките под микроскоп.
Първите 5000 снимки на снежинки са направени от американския фермер Уилсън Бентли. През 1931 г. излиза известната му книга "Снежни кристали"; много снимки все още могат да бъдат намерени на неговия уебсайт в Интернет.
Систематичното изследване на кристалите е подето през 1932 г. от ядрения физик Укихиро Накая. Професор от университета на Хокайдо е наблюдавал снежинки в природни условия, класифицирани, фотографирани, каталогизирани и след това станали световно известни с отглеждането на кристали в лабораторията. Той пръв разкрива зависимостта на формата им от температурата и влажността на околната среда.
В Япония се намира Музеят на снега и леда Укихиро Накая, където се съхраняват първите снимки и машина за правене на снежинки.

В търсене на идеалната снежинка...

Ако живеете в студен климат, знаете от първа ръка за зимата, тогава имате поне една причина да се гордеете с нея: за разлика от жителите на горещи страни, можете да се възхищавате на снежинките в естествени условия. И това изобщо не е толкова прозаично, колкото изглежда, просто трябва да се облечете топло и да излезете навън, като вземете със себе си най-обикновената лупа или лупа. Повярвайте ми, много е интересно да гледате снежинки, дори само защото две еднакви никога не са падали на земята.
И като цяло ви съветваме цяла зима да носите лупа в джоба на палтото си, защото никога не се знае кога от небето ще падне най-красивата снежинка.
Ски, кънки, просто излизане на разходка с кучето - не си губете времето, вижте какво пада от небето?
Зяпачите и любопитните момчета определено ще бъдат до вас - не бъдете алчни, нека и те го видят.
Експертите съветват да проверите разделителната способност на оптичното устройство, което използвате: ако ясно видите лицето на герой на монета - независимо дали е президент или светец - тогава ще разгледате снежинката доста точно.
Е, професионалистите ще отидат по-далеч: ще придобият микроскопи... и ще отидат на експедиция в търсене на необичайни снежинки.

Видове снежинки

През 1951 г. Международната комисия по сняг и лед класифицира всички твърди валежи в седем основни и три допълнителни вида.
Физикът Укихиро Накая създава схема за класификация на снежинките, в която разделя падащия сняг на 41 отделни морфологични типа.
Най-сложната и пълна класификация е направена от метеоролозите С. Магано и Сю Ли през 1966 г. - тя описва 80 вида кристали.
Въпреки че не могат да се намерят две еднакви снежинки, те условно могат да бъдат разделени на няколко вида. Запомнете поне няколко и изненадайте приятелите си със знанията си.

ЗВЕЗДИ
Те обикновено имат шест симетрични лъча, излизащи от центъра и разклонени като дървесни клони в краищата. Диаметър - 5 mm и повече, дебелина 0,1 mm.

ПЛОЧКА
Плоски, сплескани звезди с различно количество фасети и зашеметяващо разнообразие от форми на върха.

КУХИ КОЛОНИ - основните елементи на повечето снеговалежи - са като дървен молив, със заострени кухи краища. Понякога, поради рязък спад на температурата, колоната внезапно продължава с ламеларен фрагмент.

ИГЛА
Снежинки с дълги тънки краища.

НЕСТАНДАРТЕН
Като цяло снежинки труден живот. Веднъж в бурен облак, много се счупват, нямат време да придобият правилната форма. „Топли“ снеговалежи силен вятърдонесете най-нестандартните, дефектни снежинки.
И понякога те са обрасли със сняг и се превръщат в топки.

Какво определя формата на снежинката?

Лабораторни експерименти за отглеждане на снежинки показват, че формата на снежинките зависи пряко от температурата и влажността.
Плочите се образуват при -2 ° C, колоните при -5 ° C, плочите се появяват отново около -15 ° C и комбинациите от плочи и колони при -30 ° C. Освен това снежните кристали са склонни да образуват по-прости форми при ниска влажност и др. трудно при високо. Най-причудливите форми - дългите игли се образуват при -5° C, а големите тънки плочи се образуват при -15° C и относително висока влажност.
Но все пак защо
формата им зависи именно от температурата и влажността, все още не се знае точно.
Кога за последен път видяхте снежинка? Може би сте забелязали какви от тях преобладават тази зима? Или най-накрая получихте рядък екземпляр?
Отговорът на такива въпроси е по силите само на децата, а те озадачават възрастните или изглеждат по някаква причина недостатъчно сериозни. Но напразно.
В крайна сметка знанията за това колко валежи са паднали на територията на страната не могат да се считат за достатъчни. И би било много по-приятно и правилно от научна гледна точка, ако прогнозите за времето съобщават кои снежинки паднаха на земята тази сутрин и кои се очакват до вечерта.
Експертите казват, че на местата, където традиционно има много сняг, няма красиви снежинки. Вероятно защото там обикновено е твърде топло.
В близост до големи езера също няма интересни снежинки поради твърде висока влажност.
Не трябва да ги търсите на полюсите - там е твърде студено и сухо, а снежинките са твърде малки.
Известно е, че в Япония, на остров Хокайдо, са заснети идеални кристали. Видяха се красиви снежинки
в Северна Дакота,
Аляска, Скандинавия, Сибир.
Ами ако най-красивата снежинка падне във вашата градина? Или да прелети покрай прозореца ви. Всъщност досега снежинка с 12 точки се смята за рядкост и все още не е известно къде и при какви условия пада на земята.
Казват, че снежинки с 4, 5 и 8 лица не съществуват, но можете да видите с три.
Как се раждат снежинки близнаци, имащи един център, но разделени от преграда, -
тайна.
И изведнъж снежинки-пирамиди падат не само върху Южен полюс?
Всеки от нас може да провери или опровергае тези наблюдения чрез собствен опит.

Според сайта "Снежни кристали"

Вашето мнение

Ще ви бъдем благодарни, ако отделите време да изразите мнението си за тази статия, вашето впечатление от нея. Благодаря ти.

"Първи септември"