Hogyan keletkeznek a hópelyhek?
A hópehely kialakulása apró jégszemcsékkel kezdődik, amelyek kétféle módon képződhetnek a felhőkben. Nagyon hideg levegőben a tiszta vízgőz közvetlenül jégszemcsékké fagyhat.
Ehhez azonban a hőmérsékletnek rendkívül alacsonynak kell lennie, közel mínusz 40 Celsius-fokhoz. Ennélfogva sokkal jellemzőbb egy másik folyamat, amelyben a porrészecskék központi szerepet játszanak – és általában sok van belőlük a levegőben.
Egyedi vízmolekulák tapadnak a porszemekhez, és nulla Celsius-fok alatti hőmérsékleten apró túlhűtött cseppek keletkeznek. Ha a levegő tovább hűl, a túlhűtött felhőcseppek jégkristályokká fagynak.
Először is csak néhány mikrométer méretűek, és szinte mindig hatszögletűek: hatszögletű lemezkék vagy oszlopok. Ez a jég domináns kristályszerkezetének köszönhető – a vízmolekulák hatszögletű mintázatban helyezkednek el.
Az oxigénatomok egy hatszög sarkaiban helyezkednek el, és hidrogénkötések kötik össze őket a többi vízmolekulával.
Fokozatosan egyre több vízmolekula kötődik a kristályokhoz, és lehetővé teszi azok növekedését, különösen a széleken. A hatszögletű jégszerkezet miatt így alakulnak ki a hókristályokra jellemző „ágak”.
A művészi ábrázolásokban a hópelyhek teljesen azonosnak tűnnek, de ez nem felel meg a valóságnak. Ehelyett enyhén aszimmetrikus alakú hókristályokat találunk.
Ennek ellenére a hat ág nagyon hasonló. Ennek az az oka, hogy a külső körülmények – amelyek meghatározzák a jégnövekedést – minden ágnál azonosak. Mindenekelőtt a levegő hőmérséklete és páratartalma, amelyben a hókristály nő, befolyásolja későbbi alakját.
Például mínusz két Celsius-fokhoz közeli hőmérsékleten hatszögletű lemezkék képződnek, amelyek a páratartalom növekedésével egyre jobban szétágaznak.
Hasonló a helyzet a hókristályokkal mínusz 15 Celsius-foknál. Ezután különösen formás példányok születnek. Mínusz hét Celsius-fok körüli hőmérsékleten viszont főleg jégoszlopok, tűk vagy prizmák alakulnak ki.
Az, hogy a hókristályok alakjai hogyan alakulnak ki részletesen, még mindig kutatás tárgya. Ennek egyik oka, hogy a kristályok változó felülete nagyon finoman befolyásolja a jégnövekedést.
Ezeket a folyamatokat nehéz megfigyelni vagy kiszámítani. Ezenkívül a hókristály gyakran nagyon eltérő hőmérsékleti és páratartalmi értékeknek van kitéve a felhőkön áthaladva. Ez nagyon összetett kristályformákat eredményezhet.
A hókristályok átlagos méretéről viszont többet tudni – jellemzően néhány milliméter átmérőjűek. Minél nagyobbak lesznek, annál gyorsabban hullanak le az égből.
Hópehely sablon – minták rajzoláshoz
Hogyan rajzoljunk hópelyhet?
Mi az amit még nem tudunk a hópelyhekről?
- A hópehely súlya körülbelül egy milligramm, de a nagyobbaké akár 2-3 mg is lehet. A legnagyobb hópelyhet 1887. január 28-án rögzítették Fort Keóban, az Egyesült Államokban, amelynek átmérője körülbelül 38 centiméter volt.
- A hópelyhek 95%-a levegő. Ezért nagyon lassan – 0,9 km/h sebességgel hullanak le.
- A természetben nem létezik két hasonló szerkezetű hópehely.
- Nyáron Nevadában a Sierra gerincén rózsaszín hó látható, aminek illata és íze a görögdinnyéhez hasonlít.
- A sarkvidéki területeken még vörös hó is előfordulhat. A kristályok között élő mikroorganizmusok adják a színárnyalatot.
- 1969 karácsonyán fekete hó esett Svédországban. Ennek a jelenségnek a rossz ökológia az oka.
- A hó a napsugarak 90%-át visszaveri, visszaküldi az űrbe, ezért a Föld nem melegszik fel.
- A legnagyobb mennyiségű hó 1921-ben hullott le a Silver Lake-en (Colorado), melynek vastagsága 192 cm volt. Egy másik lenyűgöző rekord egy 157,5 cm-es hótakaró a Colorado állambeli Georgetownban hullott le 1913. december 4-én.