Բարձր-բարձր երկնքում, որտեղ օդի ջերմաստիճանը -30 և պակաս է, առաջանում են ջրային գոլորշիների ամպեր ձյան փաթիլներ. Նրանք ինքնուրույն չեն հայտնվում: Ինչպես մարգարիտները, նրանց միջուկ է պետք, մեկնակետ, որտեղից կաճեն ձյան աստղի ճառագայթները։ Դա կարող է լինել ցանկացած բան՝ սառած կաթիլ, ծխի մասնիկ, փոշի: Նախ, միջուկի շուրջ ձևավորվում է վեցանկյուն թաղանթ, որի անկյուններից հետո կարող են աճել ճառագայթները:

Ձյան փաթիլի ձևը կախված է ջերմաստիճանից, խոնավությունից, քամուց և արդյոք ձյան փաթիլն ընկել է հարթ կամ ծայրամասային:

Ձյան փաթիլների շատ տեսակներ կան, բայց կան մի քանի հիմնական տեսակներ.
Պրիզմաներ- վեցանկյուն թիթեղներ կամ բարակ սյուներ:

Երբեմն սյունակի ներսում կարող է առաջանալ խոռոչ, ապա այն կոչվում է խոռոչ սյունակ.

Ասեղներ- երկար, բարակ բյուրեղներ:

Դենդրիտներ- ձյան փաթիլներ, քանի որ դրանք ամենից հաճախ նկարվում և կտրվում են թղթից:

Այս ձյան փաթիլների անունը նշանակում է «ծառի նման»։ Նրանց ճառագայթները իրականում նման են ծառի ճյուղերի։ Առանձին հատկացնել fern dendrites- նրանք նման են հարթ պտերի թփերի:

Բևեռներ հուշումներով- վեցանկյուն սյուն, որի ծայրերում աճել են սիմետրիկ թիթեղներ:

Եթե ​​սյունը կարճ է, իսկ թիթեղները տարբեր չափերի են, ապա նման ձյան փաթիլ կոչվում է կրկնակի ափսե.

Տասներկու ճառագայթ ձյան փաթիլներ- երբեմն ծայրերով սյուների թիթեղները ձևավորվում են միմյանց նկատմամբ պտույտով, և դրանցից առաջացած ճառագայթները ստեղծում են տասներկու ճառագայթ աստղ:

Չափային բյուրեղներստացվում են, երբ միջուկից ոչ թե մեկ, այլ մի քանի ձյան փաթիլներ են աճում։ Ժամանակի ընթացքում նրանք կարող են բաժանվել առանձին աստղերի:

բյուրեղներ անկանոն ձև հայտնվում են, երբ շատ փոքր ձյան փաթիլներ աճել են միմյանց հետ:

Իրականում վեցանկյուն, վեց թեւերից միայն երեքն են ավելի կարճ, քան մյուսները:

ամենատարածվածներից են: Նրանց ճառագայթները չեն ճյուղավորվում՝ մեծանալով լայնությամբ։

Եթե ​​եզրերը հայտնվում են ճառագայթների վրա, ապա ձյան փաթիլը կոչվում է ափսե հատվածներով.

Ձյան փաթիլները թափանցիկ են: Բայց երբ նրանք փաթիլներով կպչում են իրար, լույսը խճճվում է դրանց եզրերում, և, հետևաբար, ձյունը սպիտակ է թվում:

Հիմա շոգ ամառ է (հուսով ենք, որովհետև այս գրելու պահին դրսում ձյուն է և ցրտաշունչ): Եվ ժամանակն է հիշել մի զով բան, ձմեռ: Ձյան փաթիլների մասին. պատճառները և տեսակներըձյան փաթիլները կքննարկվեն այս հոդվածում: գումարած տող գեղեցիկ լուսանկարներուղիղ էլեկտրոնային մանրադիտակից: Այսպիսով «Ջուր» բաժինը և «» ենթաբաժինը համալրվում են նոր հոդվածով։

Ձյան փաթիլների մասին. մենք հնարավորինս մանրամասն կքննարկենք պատճառներն ու տեսակները: Հնարավորության դեպքում նյութը կնկարազարդենք նկարներով 🙂

Հարց կարող է առաջանալ. «Ինչու՞ կարելի է նույնիսկ խոսել ձյան փաթիլների առաջացման պատճառների և դրանց տեսակների մասին»: Դա շատ պարզ է՝ բավական է հետաքրքիր թեմա, ընդլայնելով հորիզոնները և բարելավելով աշխարհի ամբողջական պատկերը 🙂 Դե, եթե դուք չեք խորանում մանկավարժության ջունգլիներում, ապա դա պարզ է:

Ձյան փաթիլ - ձյան կամ սառույցի բյուրեղ, առավել հաճախ վեցաթև աստղերի կամ վեցանկյուն թիթեղների տեսքով:

Շատ ուժեղ սառնամանիքների ժամանակ (-30 ° C-ից ցածր ջերմաստիճանում) սառույցի բյուրեղները թափվում են «ադամանդի փոշու» տեսքով. այս դեպքում երկրի մակերեսին ձևավորվում է շատ փափկամազ ձյան շերտ, որը բաղկացած է բարակ սառույցից։ ասեղներ.

Սովորաբար, սառցե ամպի ներսում իրենց շարժման ընթացքում սառցե բյուրեղները աճում են ջրի գոլորշիների ուղղակի անցման պատճառով պինդ փուլ: Թե կոնկրետ ինչպես է այս աճը տեղի ունենում, կախված է նրանից արտաքին պայմաններ, մասնավորապես ջերմաստիճանի և խոնավության վրա:

Որոշակի պայմաններում սառցե վեցանկյունները ինտենսիվորեն աճում են իրենց առանցքի երկայնքով, իսկ հետո ձևավորվում են երկարավուն ձյան փաթիլներ՝ ձյան փաթիլներ-սյուներ, ձյան փաթիլներ-ասեղներ։ Այլ պայմաններում վեցանկյունները հիմնականում աճում են իրենց առանցքին ուղղահայաց ուղղություններով, իսկ հետո ձևավորվում են ձյան փաթիլներ՝ վեցանկյուն թիթեղների կամ վեցանկյուն աստղերի տեսքով։ Ջրի մի կաթիլը կարող է սառչել մինչև ընկնող ձյան փաթիլը - արդյունքում ձևավորվում են անկանոն ձևի ձյան փաթիլներ:

Ինչո՞վ է պայմանավորված ձյան փաթիլների նման բազմազանությունը: Հիմա եկեք փորձենք պարզել այն:

Ո՞րն է տարբերությունը ձյան փաթիլների և սառույցի բյուրեղների միջև:

Սառույցից առաջանում են և՛ ձյան փաթիլները, և՛ ձյան բյուրեղները։ Snow Crystal-ը, ինչպես ենթադրում է նրա անունը, մեկ սառցե բյուրեղ է: Snowflake-ը ավելի ընդհանուր տերմին է. դա կարող է վերաբերել առանձին ձյան բյուրեղի, ինչպես նաև մի քանի ձյան բյուրեղների, որոնք կպչում են միմյանց, կամ ձյան բյուրեղների մեծ կլաստերներին, որոնք կազմում են ամպերից թափվող ձյունը:

Սառույցի բյուրեղների կառուցվածքը.

Սառցե բյուրեղի ջրի մոլեկուլները կազմում են վեցանկյուն վանդակ (տես նկարը): Կարմիր գնդիկները թթվածնի ատոմներ են: Մոխրագույն ձողիկները ջրածնի ատոմներ են: Երկու ջրածին մեկ թթվածնի համար՝ H2O: Ձյան փաթիլների վեցակի համաչափությունը ծագում է բյուրեղյա վանդակսառույց.

Ձյան փաթիլները աճում են ջրի գոլորշիներից:

Ձյան փաթիլները սառած անձրևի կաթիլներ չեն: Երբեմն անձրևի կաթիլները սառչում են, երբ ընկնում են, բայց դա կոչվում է «կարկուտ»: Կարկտաքարերը չունեն այն մշակված և սիմետրիկ նախշերը, որոնք հանդիպում են ձյան բյուրեղներում: Ձյան բյուրեղները ձևավորվում են, երբ ջրի գոլորշիները խտանում են անմիջապես սառույցի մեջ, ինչը տեղի է ունենում ամպերի մեջ: Ձյան փաթիլները առաջանում են բյուրեղների աճից։

Բյուրեղային ձյան ամենահիմնական ձևը վերևում ներկայացված վեցանկյուն պրիզման է: Այս կառուցվածքը տեղի է ունենում այն ​​պատճառով, որ որոշ բյուրեղային մակերեսներ՝ երեսպատման մակերեսները, նյութը շատ դանդաղ են կուտակում: Դա պայմանավորված է այն հանգամանքով, որ մակերեսը, որտեղ ձևավորվում են անկյունները, էներգետիկ առումով ավելի անհավասարակշիռ է, քան հարթությունը ձևավորող մակերեսը, քանի որ անկյուններում ավելի հավանական է, որ մոլեկուլների միջև կապ ձևավորվի միմյանց հետ: Սա հեշտ է ցույց տալ քառանկյուն բյուրեղի վրա, ամենապարզ ձևը:

Նույն պատմությունը վեցանկյուն պրիզմայի հետ: Այստեղ պատկերված են վեցանկյուն ձյան փաթիլներ, որոնք հավաքվել են Հարավային բևեռում Ուոլթեր Թեյփի կողմից: Այս ձյան փաթիլները բավականին մեծացան, քանի որ դրանք շատ երկար ժամանակ սառեցված էին, ինչը թույլ տվեց սառցե բյուրեղների ձևավորման կանոնը լիովին դրսևորվել:

Վեցանկյուն պրիզման ներառում է երկու վեցանկյուն «հիմք» և վեց ուղղանկյուն «պրիզմա» մակերեսներ, ինչպես ցույց է տրված նկարում։ Նկատի ունեցեք, որ վեցանկյուն պրիզման կարող է լինել թիթեղանման կամ սյունաձև՝ կախված մակերեսների աճի տեմպերից։

Երբ ձյան բյուրեղները շատ փոքր են, դրանք մեծ մասամբ գոյություն ունեն պարզ վեցանկյուն պրիզմաների տեսքով: Բայց երբ նրանք աճում են, «ճյուղերը» բողբոջում են պրիզմայի անկյուններից՝ ստեղծելով ավելի բարդ ձևեր։

Ձյան փաթիլների բարդ ձևերի ծագումը.

Այս հարցի պատասխանը կայանում է նրանում, թե ինչպես են ջրի մոլեկուլները շարժվում օդով, որպեսզի խտանան աճող ձյան բյուրեղի վրա: Մոլեկուլները տարածվում են օդով՝ հասնելով բյուրեղին, և այս դիֆուզիան դանդաղեցնում է դրանց աճը։ Ավելի հեռավոր ջրի մոլեկուլները պետք է ավելի երկար ճանապարհորդեն օդում, որպեսզի հասնեն աճող բյուրեղին:

Այսպիսով, հաշվի առեք հարթ սառցե մակերես, որն աճում է օդում: Եթե ​​փոքր բախում է տեղի ունենում և մնում է մակերեսի վրա, ապա դրանից ուղին մի փոքր ավելի է տարածվում, քան բյուրեղի մնացած մասը: Սա նշանակում է, որ ջրի այլ մոլեկուլները կարող են ավելի արագ հասնել այս վայր, քան բյուրեղի մնացած մասը, քանի որ այնտեղ հասնելու համար նրանք պետք է ավելի հեռուն գնան:

Քանի որ բախման վայր հասնող ջրի մոլեկուլների թիվը մեծանում է, բախման վայրն ավելի արագ է աճում: Կարճ ժամանակ անց բախումները տեղի են ունենում ավելի հաճախ, և աճը տեղի է ունենում նույնիսկ ավելի արագ: Այնուհետև կա այն, ինչ կոչվում է ճյուղային անկայունություն. մեծ ճյուղերի վրա ծնվում են նոր փոքր բախումներ և դառնում կողային ճյուղերի առաջացման վայր: Այսպես է ծնվում բարդությունը։

Այս անկայունությունը ձյան բյուրեղների բարդ ձևերի ստեղծման հիմնական պատճառն է:

Երբ ճյուղի անկայունությունը կրկին ու կրկին կիրառվում է ձյան բյուրեղի վրա, արդյունքն այն է, ինչ կոչվում է սառցե դենդրիտ: «Դենդրիտ» բառը նշանակում է «ծառանման», իսկ աստղային ծառի նման ձյան բյուրեղները տարածված են։

Ջրի մոլեկուլների դիֆուզիայի արագությունը կարող է փոխվել լաբորատոր պայմաններում: Եթե ​​ձյան բյուրեղները աճում են մթնոլորտային ճնշումից ցածր օդում, ապա դրանք ավելի քիչ են ճյուղավորված: Դա պայմանավորված է նրանով, որ դիֆուզիան չի սահմանափակում աճը ցածր ճնշման դեպքում, հետևաբար ճյուղավորման անկայունությունը այնքան էլ ինտենսիվ չէ: Ավելի բարձր ճնշման դեպքում ձևավորվում են ավելի ճյուղավորված ձյան բյուրեղներ:

Ձյան բյուրեղների աճը կախված է դեմքերի և ճյուղավորման միջև հավասարակշռությունից: Դեմքերը հակված են ստեղծել պարզ հարթ մակերեսներ, մինչդեռ ճյուղավորումն ավելի բարդ կառուցվածք է։ Դեմքերի և ճյուղավորման միջև փոխազդեցությունը նուրբ է և մեծապես կախված է այնպիսի պարամետրերից, ինչպիսիք են ջերմաստիճանը և խոնավությունը: Սա նշանակում է, որ ձյան բյուրեղները կարող են աճել տարբեր ձևերով, ինչը հանգեցնում է մեծ բազմազանություն, որը դիտվում է ձյան փաթիլների տեսքով։

Ի դեպ, նրանց սպիտակ գույնը կապված է ճյուղավորվող ձյան փաթիլների սորտերի հետ։ Այսպիսով, սպիտակ գույնը գալիս է ձյան փաթիլի մեջ պարունակվող օդից։ Տարբեր հաճախականությունների լույսը արտացոլվում է բյուրեղների և օդի միջև սահմանային մակերեսների վրա և ցրվում: Ձյան փաթիլները 95% օդ են, ինչը հանգեցնում է ցածր խտության և անկման համեմատաբար դանդաղ արագության (0,9 կմ/ժ):

Ի դեպ, ամենամեծ ձյան փաթիլը տեսել են 1887 թվականի հունվարի 28-ին ԱՄՆ Մոնտանա նահանգի Ֆորտ Քեո քաղաքում ձյան տեղումների ժամանակ; նա ունի 15 դյույմ տրամագիծ (մոտ 38 սմ), հրապարակված Monthly Weather Review, 1915, 73. Սովորաբար ձյան փաթիլները ունեն մոտ 5 մմ տրամագծով 0,004 գ զանգվածով:

Այսպիսին են ձյան փաթիլների հսկայական քանակի սորտերի առաջացման հետաքրքիր պատճառները։

Նյութերի հիման վրա http://voda.blox.ua/2008/09/Chto-takoe-snezhinki-Chast-1.html

Ձյան փաթիլը ամենազարմանալի բնական ստեղծագործություններից է։ Եթե ​​մարդ ցանկանար նման բան ստեղծել, պետք է շատ ջանք գործադրեր։ Ձյան տեղումների ժամանակ միլիարդավոր փոքր բյուրեղներ ծածկում են գետինը, և հարկ է նշել, որ դրանցից ոչ մեկը նույնը չէ, նրանք բոլորը տարբեր են:

Ի՞նչն է որոշում ձյան փաթիլի ձևը:

Ձյան փաթիլի ձևը կախված է ջերմաստիճանից, որը նպաստել է դրա ձևավորմանը: Բոլորը գիտեն, որ բարձր ամպերը ավելի ցուրտ կլինեն, քան ներքևում: Այսպիսով, ինչպես է ջերմաստիճանը ազդում ձյան փաթիլի ձևի վրա.

• -3...0 °С - հարթ վեցանկյուն;
• -5...-3 °С - ասեղնաձեւ բյուրեղ;
• -8...-5 °С - սյունակ-պրիզմա;
• -12...-6 °С - կրկին հարթ վեցանկյուն;
• -16...-12 °С - աստղաձեւ ձյան փաթիլներ։

Քանի որ ձյան փաթիլը մեծանում է, այն ծանրանում է, ինչի պատճառով այն ընկնում է գետնին։ Ընկնելու ընթացքում նրա ձևը փոխվում է։ Եթե ​​իջնելիս ձյան փաթիլը պտտվի, ապա այն Երկիր կհասնի կատարյալ սիմետրիկ։ Իսկ եթե բյուրեղը կողք է ընկնում, ապա վերջում այն ​​կկորցնի իր ձևը։ Թռիչքի ժամանակ ձյան փաթիլները կարող են կպչել միմյանց և ձևավորել ձյան ամբողջական փաթիլներ: Նրանցից յուրաքանչյուրը կարող է պարունակել մինչև երկու հարյուր բյուրեղ: Կարելի է եզրակացնել, որ ձյան փաթիլի ձևն ամբողջությամբ կախված է նրա թռիչքի հետագծից և տարբեր բարձրությունների ջերմաստիճանային ռեժիմից։

Ձյան փաթիլների դասակարգում

1951 թվականին Ձյան և սառույցի ուսումնասիրության միջազգային հանձնաժողովը ընդունեց պինդ տեղումների դասակարգումը։ Բոլոր բյուրեղները, ըստ դրա, կարելի է բաժանել խմբերի.

• գրառումներ;
• աստղային դենդրիտներ;
• ասեղներ;
• սյունակներ;
• սյունակներ հուշումով;
• տարածական դենդրիտներ;
• անկանոն ձևի ձևավորումներ.

• կարկուտ;
• սառույցի հացահատիկ;
• ձնառատ մանր ձավարեղեն:

Ձյան փաթիլների հիմնական տեսակների նկարագրությունը

• Աստղաձեւ դենդրիտները բյուրեղներ են, որոնք բնութագրվում են ճյուղավորվող, ծառանման կառուցվածքով։ Նրանք ունեն 6 հիմնական ճյուղեր՝ դասավորված սիմետրիկ, և բազմաթիվ ճյուղեր՝ պատահականորեն տեղադրված։ Նման գոյացությունների չափերը, որպես կանոն, 5 մմ տրամագծով են, իսկ հաստությունը՝ 0,1 մմ։ Սա հուշում է, որ նման ձյան փաթիլները բարակ են և հարթ:
• Սյունակները ձյան փաթիլների ամենատարածված ձևն են և կոչվում են նաև սյուներ: Նման խոռոչ խողովակները կարող են ձևավորվել որպես վեցանկյուն, ինչպես մատիտ, որի ծայրը սրված է:
• Թիթեղները կազմված են բազմաթիվ սառցե կողերից, որոնք ձյան փաթիլը բաժանում են հատվածների։ Նման կազմավորումները նույնպես շատ բարակ են և հարթ:
• Ասեղները սյունակային բյուրեղներ են, որոնք բարակ և երկար են աճում: Երբեմն ներսում դրանք խոռոչ են, իսկ երբեմն կարող են բաժանվել մի քանի ճյուղերի։

• Ծայրակալված սյուները բնութագրվում են սյունաձև ձևով, բայց ազդեցության տակ տարբեր գործոններկարող է վերածվել բարակ թիթեղների, հատկապես, եթե դրանք բերվեն մի տարածք, որտեղ այլ ջերմաստիճան է տիրում։
• Տարածական դենդրիտները սեղմված կամ միաձուլված սյունաձև բյուրեղներ են, որոնք ձևավորել են եռաչափ կառուցվածք։ Այս դեպքում յուրաքանչյուր ճյուղ գտնվում է առանձին հարթությունում:
• Անկանոն ձևով ձյան փաթիլները բյուրեղներ են, որոնք բազմաթիվ «արկածներ» են ապրել թռիչքի ընթացքում։ Օրինակ՝ դրանք կարող են բերվել տուրբուլենտ գոտի, որտեղ կարող են կորցնել ճյուղերից մի քանիսը կամ ամբողջությամբ կոտրվել։ Նման ձյան փաթիլներ կարելի է տեսնել թաց ձյան մեջ ուժեղ քամու ժամանակ:

Դեկտեմբերի 31-ի գիշերը Կենտրոնական Ռուսաստանը հրաշքով փոշիացվել է։ Թեթև փափկամազ ձյունը ամանորյա տրամադրություն հաղորդեց և գետինը ծածկեց սպիտակ փափուկ գորգով, որը կմեղմացնի սաստիկ ցրտահարությունների ազդեցությունը։

Եզակի և անկրկնելի ձյան փաթիլները միշտ հետաքրքրել են գիտնականներին, և նրանցից ոմանք իրենց ողջ կյանքը նվիրել են սառցե բյուրեղների ուսումնասիրությանը:

Առաջին գիտնականներից մեկը, ով մտածեց ձյան կառուցվածքի մասին, գերմանացի մաթեմատիկոս և աստղագետ էր: Յոհաննես Կեպլեր(1571–1630)։ 1611 թվականին նա հրատարակեց կարճ տրակտատ՝ «Ամանորյա նվերը» կամ «Վեցանկյուն ձյան փաթիլների մասին», որը կարելի է անվանել առաջինը։ գիտական ​​աշխատանքնվիրված ձյան փաթիլներին.

Քանի որ երբ սկսում է ձյուն գալ, առաջին ձյան փաթիլները վեցանկյուն աստղի տեսք ունեն, դրա համար պետք է պատճառ լինի։ Որովհետև, եթե սա պատահականություն է, ապա ինչու՞ չկան հնգանկյուն կամ յոթանկյուն ձյան փաթիլներ, ինչու են վեցանկյունները միշտ ընկնում, եթե բախումներից չեն կորցնում իրենց ձևը, չեն կպչում իրար շատ, բայց ընկնում են հազվադեպ և առանձին:

- Յոհաննես Կեպլեր, Ամանորյա նվեր կամ Վեցանկյուն ձյան փաթիլների վրա, 1611 (թարգմ. Յու. Ա. Դանիլով)

Ռենե Դեկարտ(1596–1650), ֆրանսիացի փիլիսոփա և մաթեմատիկոս, առաջինն էր, ով մանրամասն նկարագրեց ձյան փաթիլների ձևը։ Հետաքրքիր է, որ նույնիսկ սառցե բյուրեղների շատ հազվադեպ ձևեր են հիշատակվում Դեկարտի գրառումներում, օրինակ՝ վերևի սյուները։

Դրանք սառույցի փոքրիկ թիթեղներ էին, հարթ, շատ հարթ և թափանցիկ, հաստ թղթի հաստությամբ... կատարյալ ծալված վեցանկյունների մեջ, որոնց կողմերն այնքան ուղիղ էին, իսկ անկյուններն այնքան հավասար... անհնար է: մարդ, որ նման բան ստեղծի:

- Ռենե Դեկարտ, 1635 թ

Մանրադիտակի գյուտը թույլ տվեց անգլիացի ֆիզիկոս Ռոբերտ Հուկ(1635-1703) 1665 թվականին հրատարակել «Միկրոգրաֆիա» կոչվող աշխատությունը, որտեղ գիտնականը նկարագրել է այն ամենը, ինչ կարող էր հետազոտել նոր գործիքի օգնությամբ։ Հրատարակությունը ներառում է ձյան փաթիլների բազմաթիվ նկարներ, որոնք առաջին անգամ ցույց են տվել ձյան բյուրեղների բարդությունն ու խճճվածությունը։

Գծանկար Ռոբերտ Հուկի «Միկրոգրաֆիա»-ից

Մեջբերում

Մանրադիտակով ձյան փաթիլները հետազոտելիս ես գտա... որքան մեծ է խոշորացումը, այնքան դրանք ավելի ասիմետրիկ են հայտնվում։ Բայց այս անհամաչափությունը կարելի է վերագրել աշնան ընթացքում հալվելու կամ վնասվելու, բայց ոչ Բնության թերության:

- Ռոբերտ Հուկ, Միկրոգրաֆիա, 1665 թ

Ձյան փաթիլների առաջին հայտնի լուսանկարիչներից մեկն էր Անդրեյ Անդրեևիչ Սիգսոն(1840–1907), ռուս լուսանկարիչ Ռիբինսկից։ Ընդհանուր առմամբ նրան հաջողվել է մոտ 200 լուսանկար անել։ տարբեր ձևերսառույցի բյուրեղներ. Դրա համար լուսանկարիչն օգտագործել է հատուկ տեխնոլոգիա՝ ձյան փաթիլները որսացել են մետաքսե ցանցի վրա, այնուհետ մանրադիտակի միջոցով մեծացրել են 15–24 անգամ։ Որպեսզի լուսանկարելիս փխրուն բյուրեղները չհալվեն, Սիգսոնը սառեցրեց ձեռքերը և շնչեց հատուկ խողովակով։

Ձյան փաթիլներ Սիգսոն

Ձյան փաթիլներով լուսանկարչության ամերիկյան ռահվիրան էր Ուիլսոն Բենթլի(1865–1931): Իր ողջ կյանքի ընթացքում նա մոտ 5000 ձյան փաթիլներ է նկարել։ Դրանցից 2500-ը տպագրվել է 1931 թվականին «Ձյան բյուրեղներ» գրքում։

Snowflakes Bentley, 1902 թ

Ուկիհիրո Նակայա(1900–1962), ճապոնացի ֆիզիկոս - առաջին գիտնականը, ով համակարգել է սառցե բյուրեղների մասին գիտելիքները։ Նակայան ոչ միայն լուսանկարել է ձյան փաթիլները, այլեւ լաբորատորիայում սովորել է աճեցնել դրանք։ Գիտնականի հետազոտության արդյունքը դարձավ 1954 թվականին թողարկված «Ձյան բյուրեղները. բնական և արհեստական» գիրքը։

Ձյան բյուրեղները երկնքից մեզ ուղարկված նամակներ են:

- Ուկիհիրո Նակայա, վավերագրական«Ձյան բյուրեղներ», 1939 թ

Այսպիսով, ինչպես են ձևավորվում ձյան փաթիլները:

Ձյան փաթիլները առաջանում են ամպերից, որտեղ սառույցի բյուրեղները ձևավորվում են փոշու ամենափոքր մասնիկների վրա բացասական ջերմաստիճանի դեպքում: Հետո այս բյուրեղների վրա աճում են նորերը և այլն։ Ջրի մոլեկուլի կառուցվածքը որոշում է բյուրեղի վեցանկյուն ձևը, նրա ճառագայթների միջև հնարավոր է միայն 60° և 120° անկյուն։

Քանի որ ժամանակի յուրաքանչյուր պահի պայմանները, որոնցում աճում է ձյան փաթիլը, գոնե նվազագույն չափով, տարբեր են, յուրաքանչյուր բյուրեղ ունի յուրահատուկ ձև: Ավելին, մեկ ձյան փաթիլի բոլոր ճառագայթները շատ նման են, քանի որ դրանք բյուրեղանում են միաժամանակ շատ նման պայմաններում:

Քանի՞ տեսակի ձյան փաթիլներ կան:

Չնայած բյուրեղների յուրահատկությանը, նրանք դեռևս հարմարվում են դասակարգմանը: Այնուամենայնիվ, ըստ Կալիֆորնիայի տեխնոլոգիական ինստիտուտի ամերիկացի գիտնական Քենեթ Լիբրեխտի, դա հեշտ գործ չէ, քանի որ ինչ-որ չափով դա յուրաքանչյուր հետազոտողի ճաշակի հարց է: Լիբրեխտն ինքն է պատրաստում 35 տեսակի ձյան փաթիլներ; Ուկիհիրո Նակայա - 41 և օդերևութաբաններ Մագոնոյի և Լիի կողմից 1966 թվականին առաջարկված ամենաբարդ դասակարգումը - 80 տարբեր տեսակի ձյան բյուրեղներ:

Դասակարգում Ուկիհիրո Նակայա. © U. Nakaya | Ձյան բյուրեղներ. բնական և արհեստական ​​(Հարվարդի համալսարանի հրատարակչություն, 1954)

Այնուամենայնիվ, կան ավելին պարզ դասակարգում, որը մշակվել է 1951 թվականին Գիտական ​​հիդրոլոգիայի միջազգային ասոցիացիայի Ձյան և սառույցի հանձնաժողովի կողմից՝ ձյան բյուրեղների ընդհանուր 7 ձև և սառեցված տեղումների 3 տեսակ։

Ձյան փաթիլների դասեր ըստ Ձյան միջազգային դասակարգման: © A. K. Dyunin, Ձյան թագավորությունում, Nauka հրատարակչություն, Նովոսիբիրսկ, 1983 թ.

1. Գրառումներ

Ձյան փաթիլներից ամենապարզը հարթ վեցանկյուն պրիզմաներն են:

© Կիչիգին | Shutterstock.com

2. Աստղեր

Ինչպես ափսեները, աստղերը սովորաբար հարթ և բարակ են՝ վեց ճառագայթներով:

3. Գրառումներ

Ներսից խոռոչ, կարող է լինել մատիտի ձև:

4. Ասեղներ

Երկար և բարակ բյուրեղներ՝ երբեմն բաղկացած մի քանի ճյուղերից։

© Kenneth G. Libbrecht, Caltech | snowcrystals.com

5. Տարածական դենդրիտներ

Ծավալային ձյան փաթիլները ձևավորվում են, երբ մի քանի բյուրեղներ միասին աճում են:

© Kenneth G. Libbrecht, Caltech | snowcrystals.com

6. Գլխավոր գրառումները

Նրանք ձևավորվում են, եթե սյուները ընկնում են այլ պայմանների մեջ, և բյուրեղները փոխում են աճի ուղղությունը:

© Yanping Wang | Shutterstock.com

7. Սխալ բյուրեղներ

Ամենատարածված տեսակը. Ձևավորվում է, երբ վնասվում է ձյան փաթիլը:

© Kenneth G. Libbrecht, Caltech | snowcrystals.com

Մարինա ՆԻԿՈՆՈՎԱ,
թարգմանություն անգլերենից

Ի՞նչ է ընկնում երկնքից.

Եթե ​​նույնիսկ կարճ ժամանակով դուրս եք գալիս տնից, անպայման ձեզ հետ վերցրեք խոշորացույց։
Ի վերջո, երբեք չգիտես, թե որ օրն է գալու ամենագեղեցիկ ձյան փաթիլը:

Պատմությունից

Ձյան փաթիլները բազմիցս դարձել են լուրջ գիտական ​​հետազոտությունների առարկա։ Ձյան փաթիլների մասին առաջին տրակտատը գրվել է 1611 թվականին Ջոն Կեպլերի կողմից։ Դրանում նա արտացոլում է, թե ինչու են ձյան բյուրեղները վեցանկյուն:
Այդ ժամանակից ի վեր շատ գիտնականներ փորձել են պատասխանել այս հարցին: Նրանց օգնության է հասել անգամ ռենտգեն տեխնոլոգիան, սակայն ստույգ բացատրություն նույնիսկ այսօր չկա։
Հուսահատված գիտնականները որոշեցին ենթադրել, որ Կեպլերը ճիշտ էր՝ կարծելով, որ ձյան փաթիլները, ինչպես բույսերը, ունեն հոգու տեսք, որը մոդելավորում է նրանց ձևը:
1635 թվականին փիլիսոփա և մաթեմատիկոս Ռենե Դեկարտը առաջինն էր, ով նկարագրեց ձյան փաթիլների տեսակները՝ նայելով դրանց անզեն աչքով։ Նա առաջինն էր, ով գտավ և նկարագրեց բավականին հազվագյուտ 12 թև ձյան փաթիլ:
1665 թվականին Ռոբերտ Հուկը մանրադիտակի տակ ուսումնասիրեց ձյան փաթիլները:
Ձյան փաթիլների առաջին 5000 լուսանկարներն արվել են ամերիկացի ֆերմեր Ուիլսոն Բենթլիի կողմից: 1931 թվականին լույս է տեսել նրա հայտնի «Ձյան բյուրեղները» գիրքը; Շատ լուսանկարներ դեռ կարելի է գտնել նրա կայքում համացանցում:
Բյուրեղների համակարգված ուսումնասիրությունն իրականացվել է 1932 թվականին միջուկային ֆիզիկոս Ուկիհիրո Նակայայի կողմից: Հոկայդոյի համալսարանի պրոֆեսորը դիտում էր ձյան փաթիլները բնական պայմանները, դասակարգվեց, լուսանկարվեց, կատալոգավորվեց, իսկ հետո աշխարհահռչակ դարձավ լաբորատորիայում բյուրեղների աճեցմամբ։ Նա առաջինն էր, ով բացահայտեց դրանց ձևի կախվածությունը շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանից և խոնավությունից։
Ճապոնիայում գործում է Ուկիհիրո Նակայա ձյան և սառույցի թանգարանը, որտեղ պահվում են առաջին լուսանկարները և ձյան փաթիլներ պատրաստելու մեքենան։

Կատարյալ ձյան փաթիլի որոնման մեջ...

Եթե ​​դուք ապրում եք ցուրտ կլիմայական պայմաններում, դուք անձամբ գիտեք ձմռան մասին, ապա դրանով հպարտանալու առնվազն մեկ պատճառ ունեք. ի տարբերություն տաք երկրների բնակիչների, դուք կարող եք հիանալ ձյան փաթիլներով բնական պայմաններում: Եվ սա ամենևին էլ այնքան պրոզայիկ չէ, որքան թվում է, պարզապես պետք է տաք հագնվել և դուրս գալ փողոց՝ ձեզ հետ վերցնելով ամենասովորական խոշորացույցը կամ խոշորացույցը։ Հավատացեք, որ ձյան փաթիլներին նայելը շատ հետաքրքիր է, թեկուզ միայն այն պատճառով, որ երկու նույնականները երբեք գետնին չեն ընկել։
Իսկ ընդհանրապես, խորհուրդ ենք տալիս ամբողջ ձմեռ վերարկուի գրպանում խոշորացույց կրել, քանի որ երբեք չգիտես, թե երբ է երկնքից թափվելու ամենագեղեցիկ ձյան փաթիլը։
Դահուկներով սահել, չմուշկներով սահել, պարզապես շան հետ դուրս գալ զբոսանքի - մի վատնեք ձեր ժամանակը, տեսեք, թե ինչ է ընկնում երկնքից:
Ձեր կողքին անպայման կլինեն նայողներն ու հետաքրքրասեր տղաները՝ ագահ մի եղեք, թող նրանք էլ տեսնեն։
Մասնագետները խորհուրդ են տալիս ստուգել ձեր օգտագործած օպտիկական սարքի թույլտվությունը. եթե մետաղադրամի վրա հստակ տեսնում եք կերպարի դեմքը՝ լինի դա նախագահ, թե սուրբ, ապա բավականին ճշգրիտ կուսումնասիրեք ձյան փաթիլը:
Դե, մասնագետներն ավելի հեռուն կգնան՝ ձեռք կբերեն մանրադիտակներ... և կգնան արշավի՝ անսովոր ձյան փաթիլներ փնտրելու։

Ձյան փաթիլների տեսակները

1951 թվականին Ձյան և սառույցի միջազգային հանձնաժողովը բոլոր պինդ տեղումները դասակարգեց յոթ հիմնական և երեք լրացուցիչ տեսակների:
Ֆիզիկոս Ուկիհիրո Նակայան ստեղծել է ձյան փաթիլների դասակարգման սխեման, որում տեղացող ձյունը բաժանել է 41 առանձին մորֆոլոգիական տիպի։
Ամենաբարդ և ամբողջական դասակարգումը կատարվել է օդերևութաբաններ Ս. Մագանոյի և Սյու Լիի կողմից 1966 թվականին. այն նկարագրում է 80 տեսակի բյուրեղներ:
Թեև երկու նույնական ձյան փաթիլներ չեն հայտնաբերվել, դրանք պայմանականորեն կարելի է բաժանել մի քանի տեսակների: Անգիր սովորիր գոնե մի քանիսը և զարմացրու ընկերներիդ քո գիտելիքներով:

ԱՍՏՂԵՐ
Նրանք սովորաբար ունենում են վեց սիմետրիկ ճառագայթներ, որոնք գալիս են կենտրոնից և ճյուղավորվում, ինչպես ծառի ճյուղերը, ծայրերում։ Տրամագիծը՝ 5 մմ և ավելի, հաստությունը 0,1 մմ։

ափսե
Հարթ, հարթեցված աստղեր՝ տարբեր քանակությամբ երեսներով և ծայրային ձևերի ապշեցուցիչ բազմազանությամբ:

ՍՈՒՆԱԿ ՍՅՈՒՆՆԵՐԸ՝ ձյան տեղումների մեծ մասի հիմնական տարրերը, նման են փայտե մատիտի՝ նեղացած խոռոչ ծայրերով: Երբեմն, ջերմաստիճանի կտրուկ անկման պատճառով, սյունը հանկարծակի շարունակվում է շերտավոր բեկորով:

ԱՍԵՂ
Ձյան փաթիլներ երկար, բարակ ծայրերով:

ՈՉ ՍՏԱՆԴԱՐՏ
Ընդհանուր առմամբ, ձյան փաթիլներ ծանր կյանք. Անհանգիստ ամպի մեջ հայտնվելով՝ շատերը կոտրվում են, ժամանակ չունեն ճիշտ ձևը ձեռք բերելու համար։ «Տաք» ձյուն ուժեղ քամիբերեք ամենաոչ ստանդարտ, թերի ձյան փաթիլները:
Իսկ երբեմն դրանք պատվում են ձյունով և վերածվում գնդիկների։

Ի՞նչն է որոշում ձյան փաթիլի ձևը:

Ձյան փաթիլների աճեցման լաբորատոր փորձերը ցույց են տվել, որ ձյան փաթիլների ձևն ուղղակիորեն կախված է ջերմաստիճանից և խոնավությունից:
Թիթեղները ձևավորվում են -2°C-ում, սյուները՝ -5°C-ում, թիթեղները նորից հայտնվում են մոտ -15°C, իսկ թիթեղների և սյուների համակցությունները՝ -30°C-ում: Բացի այդ, ձյան բյուրեղները հակված են ավելի պարզ ձևեր ստեղծել ցածր խոնավության դեպքում և այլն: դժվար է բարձր. Ամենատարօրինակ ձևերը՝ երկար ասեղներ են գոյանում -5°C-ում, իսկ մեծ բարակ թիթեղները՝ -15°C և համեմատաբար բարձր խոնավության պայմաններում։
Բայց ինչո՞ւ, այնուամենայնիվ
դրանց ձևը կախված է հենց ջերմաստիճանից և խոնավությունից, դեռ հստակ հայտնի չէ:
Ե՞րբ եք վերջին անգամ տեսել ձյան փաթիլ: Միգուցե դուք նկատել եք, թե ինչպիսի՞ն է դրանք գերակշռում այս ձմռանը։ Կամ վերջապես հազվագյուտ նմուշ ստացա՞ք։
Նման հարցերի պատասխանը միայն երեխաների ուժերի սահմաններում է, և նրանք շփոթեցնում են մեծահասակներին կամ ինչ-ինչ պատճառներով թվում են, թե բավականաչափ լուրջ չեն: Բայց ապարդյուն։
Ի վերջո, գիտելիքը, թե որքան տեղումներ են տեղացել երկրի տարածքում, չի կարելի բավարար համարել։ Իսկ գիտական ​​տեսանկյունից շատ ավելի հաճելի ու ճիշտ կլիներ, եթե եղանակի կանխատեսումներն արձանագրեին, թե այսօր առավոտյան որ ձյան փաթիլներն են գետնին ընկել, իսկ որոնք են սպասվում երեկոյան։
Մասնագետները նշում են, որ այն վայրերում, որտեղ ավանդաբար շատ ձյուն է տեղում, գեղեցիկ ձյան փաթիլներ չկան։ Հավանաբար այն պատճառով, որ այնտեղ սովորաբար չափազանց տաք է։
Չափազանց բարձր խոնավության պատճառով մեծ լճերի մոտ նույնպես հետաքրքիր ձյան փաթիլներ չկան։
Դուք չպետք է նրանց փնտրեք բևեռներում. այնտեղ չափազանց ցուրտ է և չոր, իսկ ձյան փաթիլները շատ փոքր են:
Հայտնի է, որ Ճապոնիայում՝ Հոկայդո կղզում, լուսանկարել են իդեալական բյուրեղներ։ Գեղեցիկ ձյան փաթիլներ են տեսել
Հյուսիսային Դակոտայում,
Ալյասկա, Սկանդինավիա, Սիբիր:
Իսկ եթե ամենագեղեցիկ ձյան փաթիլն ընկնի ձեր այգում: Կամ թռչեք ձեր պատուհանի կողքով: Իսկապես, մինչ այժմ 12 թևանոց ձյան փաթիլը համարվում է հազվադեպ, և դեռ հայտնի չէ, թե որտեղ և ինչ պայմաններում է այն ընկնում գետնին։
Ասում են՝ 4, 5 և 8 դեմքերով ձյան փաթիլներ գոյություն չունեն, բայց երեքով կարելի է տեսնել։
Ինչպես են ծնվում զույգ ձյան փաթիլները՝ ունենալով մեկ կենտրոն, բայց բաժանված միջնորմով, -
գաղտնիք.
Եվ հանկարծ ձյան փաթիլներ-բուրգեր են ընկնում ոչ միայն հարավային բևեռ?
Մեզանից յուրաքանչյուրը կարող է ստուգել կամ հերքել այս դիտարկումները սեփական փորձի միջոցով:

Ըստ «Snow Crystals» կայքի

Ձեր կարծիքը

Մենք երախտապարտ կլինենք, եթե ժամանակ հատկացնեք արտահայտելու ձեր կարծիքը այս հոդվածի մասին, ձեր տպավորությունը դրա մասին։ Շնորհակալություն.

«Սեպտեմբերի առաջին»