Як утворюється сніг?

Щозими, північна півкуля покривається чарівною сніговою ковдрою. І, напевно, багато хто з нас замислювався над тим, як утворюється сніг та що воно таке. Тож, давайте розбиратися.



Снігом називають особливу форму опадів, яка складається з найдрібніших кристалів замерзлої води. Фізичний механізм утворення снігу дуже простий. Мікроскопічні краплі води, що знаходяться в атмосфері, прилипають до частинок пилу і замерзають. В результаті цього утворюються кристали льоду, які не перевищують 0,1 мм у діаметрі, і під дією сили тяжіння падають на землю та зростають в результаті конденсації на них вологи з повітря.



Велика частина населення Землі жодного разу не бачила снігу наживо - тільки на картинках і в кіно. Ми ж звикли до снігу і сприймаємо його як даність, але для того, щоб просто з'явилася одна сніжинка, в атмосфері повинна відбутися енерговитратна процедура кристалізації. Для утворення однієї-єдиної сніжинки, потрібен мільйон водяних крапель. За одну зиму з опадами на Землю випадає приблизно септіліон сніжинок (24 нуля після одиниці). Тепер можна помножити септілліон на мільйон і дізнатися кількість водяних крапель.



Сніжинка на 95% складається з повітря, тому сніг у безвітряну погоду так повільно падає над землею. Однак це удавана легкість, оскільки при тих обсягах снігу, що випадає, всього 1 см снігового покриву на площі 1 га може дати від 25 до 35 м³ води. Сніг зіграв найважливішу роль в геологічній історії Землі. Саме з початком снігопадів і появою засніжених поверхонь температура розпеченої вулканічними процесами Землі почала знижуватися. Завдяки цьому, на планеті встановився клімат, придатний для життя. Якби не снігопади, Земля була б схожа на Венеру: розпечену і непридатну для життя. А от на Марсі випадає як звичний нам сніг, так і сніг з твердої вуглекислоти, більш відомої як "сухий лід".



Відомо, що в природі не існує двох однакових сніжинок, однак до такого висновку вчені прийшли не так давно. Ще в кінці XIX століття про це не було відомо. Американський фотограф Вілсон Бентлі у 80-х роках позаминулого століття задався метою скласти каталог сніжинок. Перше фото йому вдалося зробити 15 січня 1885 року. З того дня він зробив фотографії більш 5000 сніжинок, та став вивчати їх разом зі своїм другом, фізиком Перкінсом. Саме Бентлі і Перкінс першими заявили, що не буває двох однакових сніжинок. Зараз вчені пішли далі і за допомогою математичних формул доводять, що кількість варіантів форм сніжинки перевищує число атомів у спостережуваної людиною частини Всесвіту.



Ми звикли вважати, що сніг білий. Однак це не завжди так. У високогір'ях каліфорнійського хребта Сьєрра-Невада сніг часто буває рожевим. Такий відтінок він набуває через наявність в ньому частинок водоростей Chlamydomonas nivalis, що містять червоний пігмент астаксантин. В історії відомий навіть чорний снігопад (він стався в Швейцарії під Різдво 1969 року). Стосовно ж білого кольору снігу... Це для нас він просто білий. Ті ж ескімоси розрізняють до 24 відтінків кольору снігу, а саами і того більше - 41. Білий колір снігу обумовлений тим, що всередині сніжинки знаходиться повітря. Так як світло відбивається від кристала і розсіюється, то сніг стає білим.



Існує безліч видів снігу, але тільки японці зуміли зробити з снігової різноманітності маркетинговий хід. На початку 1980-х років у Японії, з метою підтримки вітчизняного виробника лиж, був обмежений імпорт закордонного гірськолижного інвентарю. В підтримку цього навіть був запущений міф про нібито особливий японський сніг, по якому не будуть їхати закордонні лижі. У Японії навіть з'явилася новорічна пісенька, в якій японський чемпіон з лиж не може рушити з місця, тому що на ньому - зарубіжні лижі, а сніг під ним особливий, японський.



Продовжуючи тему Японії, не варто забувати про японського фізика-ядерника Укіхіро Накайа (Ukichiro Nakaya, 1900-1962), який створив свою книгу про сніжинки («Сніжні кристали: натуральні та штучні», видана у 1954 році) і визначив схему класифікації сніжинок, в якій він поділив їх на 41 індивідуальний морфологічний тип; він же вперше визначив залежність форми кристалів від температури і вологості навколишнього середовища. У рідному місті вченого Катаямазу знаходиться Музей Снігу та Льоду його імені.



Ну і на останок хочеться відзначити те, що найбільша сніжинка була засвідчена 28 січня 1887 року під час снігопаду в Форт-Кео, Монтана, США. Вона мала діаметр 15 дюймів (близько 38 см). Звичайні ж сніжинки мають близько 5 мм в діаметрі при масі 0,004 г.