Cosa sono i fiocchi di neve, di cosa sono composti e come si formano?

Inverno. Fuori non fa molto freddo e nevica. Sostituisci la manica sotto i fiocchi che cadono - quanti fiocchi di neve si intrecciano l'un l'altro con i bordi spinosi! E ognuno di loro può essere considerato a lungo - il suo modello unico è così bello e perfetto. E come si formano?

Un regalo dal cielo

Ogni volta, uno sguardo ravvicinato al solito fiocco di neve provoca sorpresa e gioia. Esplorando questo fenomeno meteorologico circa 400 anni fa, per la prima volta viene scientificamente descritto cosa sono i fiocchi di neve, un astronomo tedesco Johann Kepler nel suo trattato "Regalo di Capodanno. A proposito di fiocchi di neve esagonali. Successivamente, molti ricercatori di diversi paesi hanno studiato questo fenomeno naturale. Più di trecento anni fa, i fiocchi di neve furono esaminati per la prima volta con un microscopio e abbozzati. Anche i fotografi hanno contribuito alla conoscenza di questa meraviglia invernale. Il metodo originale di fotografare i fiocchi di neve è stato inventato da un fotografo russo A. A. Sigson alla fine del XIX secolo. Ha catturato nel film circa 200 diverse forme di fiocchi di neve. Tuttavia, l'americano Wilson Bentley è riuscito a fare il maggior numero di colpi di stelle del ghiaccio - circa 5.000! La sua collezione di foto di fiocchi di neve è ancora la più famosa.

Acqua solida

Come si formano tali linee perfette in natura come se fossero tratte da un disegno? L'atmosfera della Terra contiene molta acqua a causa della costante evaporazione. Dagli strati più caldi di aria, si muove verso il freddo, con temperature negative, e si ghiaccia. Risulta che la risposta alla domanda "cosa sono i fiocchi di neve" è molto semplice: questi sono cristalli di ghiaccio. Sono formati in alto nel cielo, dove è molto freddo, di vapore acqueo ghiacciato e lentamente discendono. Sulla strada verso la Terra, una complessa metamorfosi si verifica continuamente con loro.

Qual è il segreto della forma?

Perché i cristalli di ghiaccio sono così diversi? In cosa consiste un fiocco di neve e come acquisisce la sua forma? In primo luogo, piccoli cristalli si formano all'interno della nuvola d'acqua. Stranamente, al centro di ciascuna di esse è di solito la più piccola particella di polvere portata nel cielo dal vento. La dimensione del cristallo iniziale è di circa 0,1 mm. Come appaiono i fiocchi di neve da tale ghiaccio? La nuvola si muove costantemente e la temperatura al suo interno cambia. Come risultato di ciò, le trasformazioni avvengono nel cristallo - attrae continuamente le stesse piccole particelle d'acqua congelate che "si attaccano" ad esso. Ecco perché la forma dei fiocchi di neve è unica. Cambia con la temperatura ambiente. Per esperienza, sappiamo che il più delle volte i fiocchi di neve, costituiti da molti fiocchi di neve grandi, idealmente anche frizzanti, si riversano dal cielo a temperature minime da -10 a 0 ^o C. Ciò è dovuto al fatto che umidità dell'aria sale con l'aumentare della temperatura, e da questo sempre più cristalli d'acqua fluttuano lì, si scontrano e si connettono. A volte ci sono semplicemente giganteschi fiocchi di neve. Il più grande di loro aveva circa 38 cm di diametro.

La soluzione alla formula molecolare

Qualsiasi fenomeno naturale può sempre trovare una semplice spiegazione scientifica. Ricordiamo le lezioni di chimica per capire cos'è un fiocco di neve. La formula dell'acqua è H ₂ O, la sua molecola è composta da due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno. Pertanto, allo stato solido, l'acqua forma dei cristalli con un numero di facce di tre o sei, ottenendo fiori di neve a sei punte con un motivo intricato e unico. Nodi esagonali reticolo cristallino nuove connessioni stanno emergendo, e sta diventando più complessa, crescendo in queste direzioni. I raggi di ghiaccio con modelli identici crescono su ogni faccia, poiché la crescita dei cristalli su un fiocco di neve avviene in modo sincrono nelle stesse condizioni in un singolo intervallo di tempo. L'angolo tra loro può essere di 600 o 1200 gradi. Nessuno dei fiocchi di neve ripete l'altro - questo è il principale mistero e fascino di questa gelida bellezza.

Leggero come la neve

Come sappiamo, la neve è molto leggera. Il fatto è che durante la formazione di fantasiosi cristalli di neve al loro interno si formano più vuoti d'aria. Cosa sono i fiocchi di neve, o meglio i loro cristalli? Questo è un tipo di maglia traforata, riempita al 95% di aria. I fiocchi di neve sono il tipo più leggero e più voluminoso di cristalli di neve. Di solito pesano circa un milligrammo. Pertanto, sono molto leggeri e silenziosamente librano nell'atmosfera, gradualmente cadendo verso il basso. La traiettoria e la velocità di ciascun cristallo di ghiaccio sono individuali. A causa di ciò, si muovono in masse d'aria con diverse temperature e contenuto di vapore acqueo e formano modelli unici contenenti fino a 200 cristalli separati. I fiocchi di neve sono la varietà più leggera e più voluminosa di loro.

Inoltre, la neve può essere sotto forma di piccole palline di neve pungente - lì i cristalli sono premuti più densamente. Un metro cubo di neve contiene oltre 300 milioni di fiocchi di neve.

Come sappiamo, l'acqua non ha colore. Perché allora i fiocchi di neve e la neve in generale sono bianchi? I loro volti riflettono la luce del sole e, come sappiamo, consiste in uno spettro cromatico in cui il colore bianco si divide. Questo può spiegare le "sorprendenti" nevicate di diversi colori - tra i cristalli d'acqua, a seconda delle diverse ragioni, varie sostanze possono congelare dalle esotiche alghe rosse alla normale polvere di carbone.

Fiocchi di neve scientificamente

Si scopre che gli scienziati studiano i fiocchi di neve e addirittura distinguono diverse varietà in base al metodo di formazione dei cristalli. Hanno inventato varie classificazioni per loro, in cui il numero di varietà raggiunge 80. Il sistema di definizione più semplice è stato proposto nel 1951 dalla Commissione neve e ghiaccio dell'Associazione internazionale di idrologia scientifica.

Include sette tipi di cristalli:

• gli aghi, allungati e appuntiti alle estremità, sembrano davvero degli aghi;
• a forma di stella - classici fiocchi di neve esagonali che hanno lunghi raggi acuti con un motivo intricato;
• piatti - assomigliano a esagoni piatti;
• colonne - tubi sottili riempiti d'aria;
• dendriti volumetrici: diversi fiocchi di neve fusi e congelati;
• colonne coronate - cristalli, piastre simili, solo tridimensionali;
• cristalli irregolari con raggi spezzati.

Non sempre in inverno i fiocchi di neve sembrano il perfetto fiore esagonale. Come abbiamo scritto sopra, dipende dall'umidità e dalla temperatura dell'aria.

Miracolo dei bordi freddi

Come sappiamo, il tempo dipende dalla stagione e dal grado di lontananza del terreno dai poli freddi. Possiamo vedere i fiocchi di neve cadenti in inverno solo in certe zone di temperatura del pianeta. Quando la temperatura dell'aria vicino alla superficie terrestre è superiore a zero gradi, la neve semplicemente non la raggiunge, si scioglie e diventa pioggia. Poiché i residenti di molti paesi situati a latitudini calde, sono privati ​​della possibilità di osservare in realtà questo fenomeno naturale - nevicate. Lo hanno visto solo nelle foto. Al contrario, ci sono luoghi sul pianeta dove regna l'inverno eterno.