Χιόνι

Από Meteopedia
Πήδηση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση

Το χιόνι είναι η πιο όµορφη και εντυπωσιακή µορφή υετού σε στερεά κατάσταση. Απαραίτητες προϋποθέσεις για να χιονίσει είναι η παρουσία ψυχρών νεφών, καθώς επίσης και η επικράτηση πολύ χαµηλών.θερµοκρασιών κοντά στην επιφάνεια του εδάφους. Ωστόσο κάποιες φορές, αν η ατµόσφαιρα είναι αρκετά ξηρή, µπορεί να εκδηλωθεί χιονόπτωση ακόµα και µε θερµοκρασίες της τάξεως των 5-6 βαθµών Kελσίου.

‘Παρατηρώντας στο µικροσκό ιο βρήκα ότι οι νιφάδες χιονιού είναι θαύµατα οµορφιάς και είναι κρίµα ου αυτή η οµορφιά δεν µ ορεί να ειδωθεί α ό άλλους. Κάθε κρύσταλλος είναι ένα σχεδιαστικό αριστούργηµα και κανένα σχέδιο δεν ε αναλαµβάνεται ακριβώς το ίδιο. Όταν η νιφάδα λειώνει το σχέδιο αυτό χάνεται για άντα.Τόση οµορφιά χάνεται χωρίς να αφήνει κανένα ίχνος ίσω της...’

Η φράση αυτή γράφτηκε το 1925 από τον Wilson Bentley, έναν αγρότη από το Vermont των Η.Π.Α., ο οποίος µε τα πρωτόγονα µέσα της εποχής (µικροσκόπιο και φωτογραφική µηχανή) ξεκίνησε το 1885 να φωτογραφίζει νιφάδες και κατάφερε να αφήσει στις επόµενες γενιές µια µοναδική κληρονοµιά φωτογραφιών από νιφάδες χιονιού (εικόνα 1).

Εικόνα 1: Οι лρώτες φωτογραφίες χιονονιφάδων του Wilson Bentley. (πηγή: http://www.noaa.gov)

Ο σχηµατισµός των χιονονιφάδων απαχόλησε τους επιστήµονες εδώ και αρκετούς αιώνες αναζητώντας τους λόγους για τους οποίους παίρνουν συνήθως τόσο όµορφα συµµετρικά σχήµατα. ∆ύο είναι οι βασικοί τρόποι σχηµατισµού τους µέσα στα σύννεφα. Σε πολύ χαµηλές θερµοκρασίες, µικρότερες από -40 βαθµούς Κελσίου, οι υδρατµοί µέσα στον αέρα συµπυκνώνονται κατευθείαν σε παγοκρυστάλλους, µια διαδικασία που είναι αρκετά δύσκολο να επιτευχθεί. Η πιο συνηθισµένη διαδικασία σχηµατισµού παγοκρυστάλλων και στη συνέχεια νιφάδων χιονιού παρατηρείται όταν η θερµοκρασία του αέρα κυµαίνεται µεταξύ –5 και –40 βαθµών Κελσίου. Τότε οι υδρατµοί συµπυκνώνονται αρχικά σε µικρές σταγόνες γύρω από µικροσκοπικά σωµατίδια που υπάρχουν σε αφθονία µέσα στην ατµόσφαιρα και ονοµάζονται πυρήνες συµπύκνωσης, όπως κόκκοι σκόνης, κόκκοι άµµου, ηφαιστειακή σκόνη, ενώ στη συνέχεια λόγω των αρνητικών θερµοκρασιών οι σταγόνες αυτές παγώνουν αµέσως σχηµατίζοντας τους παγοκρυστάλλους. Όσο περισσότεροι υδρατµοί συγκεντρώνονται πάνω σε κάθε παγοκρύσταλλο τόσο αυτός µεγαλώνει, βαραίνει και αρχίζει να πέφτει, συγκρούεται και επικολλάται σε άλλους παγοκρυστάλλους, σχηµατίζοντας τελικά τις νιφάδες χιονιού.Η καταπληκτική συµµετρία που βλέπουµε στις νιφάδες χιονιού οφείλεται στην εσωτερική οργάνωση ή αλλιώς κρυσταλλοποίηση των µορίων νερού µέσα στη νιφάδα. Τα άτοµα υδρογόνου και οξυγόνου που αποτελούν το νερό διατάσσονται σε µικροσκοπικό επίπεδο σε τρίγωνα, δίνοντας τελικά τη συµµετρική µορφή που µπορούµε να παρατηρήσουµε µε ένα µικροσκόπιο ή ένα ισχυρό µεγεθυντικό φακό µέσα στις χιονονιφάδες. Η απάντηση αυτή δόθηκε πλέον τον 20ο αιώνα όταν µε σύγχρονες µεθόδους κρυσταλλογραφίας και µε τη βοήθεια των ηλεκτρονικών µικροσκοπίων µπόρεσαν οι επιστήµονες να διαπιστώσουν τη θαυµαστή αυτή δοµή του µικροκόσµου µέσα στις νιφάδες. Οι συνθήκες θερµοκρασίας και υγρασίας που επικρατούν µέσα στον αέρα επιδρούν τελικά και στην κρυσταλλική µορφή που θα αποκτήσει η κάθε νιφάδα. Σε σχετικά υψηλές θερµοκρασίες (από 0 ως –5 βαθµούς Κελσίου) η συνηθέστερη κρυσταλλική µορφή είναι πεπλατυσµένη. Σε λίγο χαµηλότερες θερµοκρασίες οι νιφάδες έχουν τη µορφή κυλίνδρου ή βελόνας (κούφιες ή συµπαγείς) ενώ µεταξύ –10 και –20 βαθµών Κελσίου οι δενδρίτες είναι η επικρατέστερη κατηγορία, αποτελούν δε και τις πιο όµορφες µορφές που βλέπουµε στους παγοκρυστάλλους, µε έξι κλάδους συµµετρικά αναπτυγµένους. Φυσικά πέφτοντας προς το έδαφος οι νιφάδες συναντούν διαφορετικές θερµοκρασιακές συνθήκες ενώ ταυτόχρονα συγκρούονται και ενώνονται µεταξύ τους οπότε παρατηρούνται τυχαίες αλλαγές και παραµορφώσεις στο σχήµα τους, επιβεβαιώνοντας τον Bentley που υποστήριζε ότι δεν παρατήρησε ποτέ δύο κρυστάλλους ίδιους µεταξύ τους.