Marzenie o delikatnych białych płatkach spadających z nieba towarzyszy wielu z nas od dzieciństwa. Śnieg od stuleci fascynuje zarówno naukowców, jak i miłośników zimowej przyrody. Jego powstawanie to niezwykle złożony proces, który łączy w sobie fizykę, chemię oraz zjawiska meteorologiczne. W kolejnych częściach przyjrzymy się mechanizmom formowania kryształków, roli chmur i warunków atmosferycznych oraz różnorodności struktur, które tworzą się w powietrzu.
Proces powstawania kryształków śniegu
Na samym początku formowania śniegu kluczową rolę odgrywają mikroskopijne cząstki – tzw. nasionka zarodkowe, które unoszą się w powietrzu. Mogą to być drobinki kurzu, pyłki roślin, czy mikroorganizmy. Gdy temperatura spada poniżej 0 °C, para wodna zaczyna kondensować wokół tych zarodków i przechodzi w stan stały w procesie zwanym krystalizacją. Właśnie powstałe kryształki przyjmują kształty płaskich płytek, kolumn, igieł lub złożonych gwiazdek.
Etapy powstawania kryształka:
- Tworzenie jądra: powlekanie zarodka cienką warstwą lodu.
- Wzrost fasetowy: przyłączanie kolejnych warstw cząsteczek wody.
- Rozgałęzianie: formowanie charakterystycznych odnóg i ramion.
- Kryształ gotowy do opadania: osiągnięcie masy, która pozwala na swobodne opadanie w chmurze.
Każdy etap |zmienia wygląd i struktura poszczególnych kryształków, a ostateczny kształt zależy od warunków termodynamicznych panujących w chmurze.
Rola chmur i warunków atmosferycznych
Bez odpowiednich chmur nie byłoby śniegu. Chmury śniegowe powstają głównie w warstwach altostratus, nimbostratus oraz cumulonimbus. Kluczowe znaczenie ma temperatura i wilgotność powietrza. Woda w chmurze może występować jako przechłodzona ciecz lub już jako kryształy lodu. Kiedy stosunek pary wodnej do cząstek lodu jest wystarczająco wysoki, zachodzi proces deposycji – bezpośrednie przejście pary w lód.
Wpływ temperatury
Badania meteorologiczne wskazują, że dla temperatur od -2 °C do -10 °C powstają najpiękniejsze, symetryczne płatki. Niższe ryzyko roztapiania sprzyja wieloetapowemu wzrostowi kryształków. Powyżej -10 °C zdarza się, że tworzą się bardziej wydłużone igły lub kolumny.
Rola wilgotności
Wysoka wilgotność powietrza w chmurze sprzyja szybkiemu wzrostowi rozgałęzień kryształków, co prowadzi do powstawania bogatych, ażurowych form. Przy niższej wilgotności rozwijają się proste struktury o ograniczonym wzroście bocznym.
Różnorodność i struktura płatków śniegu
Choć każdy płatek jest inny, można wyróżnić sześć podstawowych typów: płyty, kolumny, igły, gronka, dendryty i kryształki spływowe. Ich morfologia zależy od parametrów, w jakich rosły:
- Płyty (plate) – cienkie, sześciokątne, pojawiają się w temperaturach blisko 0 °C.
- Kolumny – słupki o długości kilkudziesięciu mikrometrów do milimetra.
- Igiełki – smukłe kryształki o ostrych końcach.
- Gronka (capped columns) – kolumny z przyrośniętymi płytami na końcach.
- Dendryty – duże, rozgałęzione płatki o pięknym, gwiaździstym kształcie.
- Kryształki spływowe – tworzą się podczas opadania, łącząc się w większe aglomeraty.
Gdy płatki opadają niżej, często zbijają się ze sobą, tworząc płat śniegu, który dociera do ziemi jako delikatne, miękkie drobiny. W wyższych partiach atmosfery mogą łączyć się w puch, co sprzyja tworzeniu akomulacji i głębokiej pokrywy śnieżnej.
Czynniki środowiskowe wpływające na opady śniegu
Warunki terenowe i lokalne mikroklimaty również mają wpływ na to, ile i gdzie spadnie śnieg. Podstawowe czynniki to:
- Ukształtowanie terenu – góry wymuszają wznoszenie mas powietrza i powodują intensyfikację opadów.
- Bliskość akwenów – nad dużymi zbiornikami wodnymi częściej formują się chmury niosące opady.
- Zanieczyszczenia powietrza – pyły i aerozole zmieniają liczbę i rodzaj zarodków krystalizacji.
- Cyrkulacja atmosferyczna – systemy niskiego ciśnienia przynoszą wilgotne masy powietrza i sprzyjają opadom śniegu.
Dzięki zrozumieniu mechanizmów formowania śniegu meteorolodzy mogą lepiej prognozować warunki zimowe, a pasjonaci przyrody z jeszcze większą fascynacją obserwować niepowtarzalne dzieła natury – od delikatnych płatek po rozległe zaspy.
