בכל פעם עם בוא החורף והשלג, אנו חווים סוג של התפרצות רגשית. הצעיף הלבן שכיסה את העיר, יערות ועבותים, שדות אינסופיים ונהרות רחבים, ועצים עטופים בבגדים המנצנצים בצורה מוזרה בשמש, לא ישאירו אדישים לא ילד ולא מבוגר. כילדים, יכולנו לשבת שעות ליד החלון ולראות איך, מסתובבים לאט, פתיתי שלג חולפים על פני ונופלים בשקט ארצה… לעתים קרובות בדקנו את המבנה שלהם, ניסינו למצוא שניים זהים, לא מפסיקים להיות מופתעים מהמבנה שלהם. היופי והמורכבות של הפאר הקסום הזה.
חורף מושלג תמיד ממלא את נשמתו של ילד בתחושת שמחה ותענוג בלתי מוסבר. עם הזמן, כשהילד גדל, התחושה הזו מתעכבת, אבל בכל זאת, אי שם במעמקי הנשמה, הכל קופא, ואנחנו נהנים מהיופי שישן מתחת לצעיף הלבן של הטבע. תינוקות שואלים לעתים קרובות את הוריהם:"ומה זה שלג?" מבוגרים בדרך כלל עונים בחד-הברות, הם אומרים, אלה מים קפואים. במאמרנו ננסה לעסוק לא רק בשאלה מהו שלג, אלא גם לשקול את תכונותיו, הן מצד המדע והן מצד השירה.
מה אומרות האנציקלופדיות?
מילון דאל עונה על השאלה מהו שלג, באופן הבא: זהו אדי מים קפואים הנופלים בצורת פתיתים, נקרעים מעננים; קרח רופף שמחליף גשם בחורף. כפי שאתה יכול לראות, ההסבר די קמצן. גם ויקיפדיה יודעת כל היא לקונית, ואומרת כי שלג הוא סוג של משקעים המורכב מגבישי קרח קטנים. המילון האנציקלופדי מדווח על הדברים הבאים: שלג הוא משקעים אטמוספריים מוצקים, המורכב מגבישי קרח הנבדלים בצורות שונות; פתיתי שלג הם לרוב בצורה של לוחות משושה או כוכבים; נושרים כאשר טמפרטורת האוויר יורדת מתחת לאפס מעלות צלזיוס. מסתבר שכל המילונים והאנציקלופדיות אומרים את אותו הדבר, אבל הם לא מביאים בהירות לשאלה מהו שלג. במקרה זה, בואו נפנה למדעים המדויקים.
רקע היסטורי
מאיפה מגיע השלג? ממה זה מורכב? מה הטמפרטורה שלו? מדענים בכל העולם התעניינו בנושאים אלו ובנושאים רבים אחרים הקשורים לתופעת טבע זו במשך זמן רב מאוד. אז, עוד בשנת 1611, האסטרולוג והאסטרונום קפלר פרסם חיבור מדעי בשם "על פתיתי שלג משושה". המחבר למד בצורה מאוד פרגמטיתגבישי שלג בכל חומרת הגיאומטריה. עבודתו היוותה את הבסיס למדע כמו קריסטלוגרפיה תיאורטית. דמות מפורסמת נוספת של המאה השבע-עשרה, המתמטיקאי והפילוסוף הצרפתי רנה דקארט, חקרה גם היא את צורת פתיתי השלג. הוא כתב סקיצה ב-1635, שנכללה לאחר מכן ביצירה "חוויה על מטאורים". בעתיד, השאלה ממה עשוי השלג נבחנה על ידי מדענים ברחבי העולם אינספור פעמים.
האם מדענים מודרניים חוקרים את התופעה הזו?
היום, אפילו בגני ילדים, אומרים לילדים שפתיתי שלג מעוצבים כמו משושים, שהתבנית שלהם ייחודית ושאין שני פתיתי שלג זהים. נראה שהכל כבר ידוע: באיזו טמפרטורה שלג נמס, באיזו טמפרטורה יורד שלג ועוד הרבה יותר. עם זאת, מדענים לא איבדו עניין בנס הטבע הזה ועדיין חוקרים את תהליכי היווצרות פתיתי שלג. מסתבר שהם נוצרים סביב מה שנקרא גרעיני התגבשות, והכי מעניין, הם יכולים להיות החלקיקים הקטנים ביותר של אבק, פיח, אבקת צמחים ואפילו נבגים.
איכות השלג המושרה על ידי משוררים
חריקה היא אפקט מעניין. אפשר לשמוע אותו רק במזג אוויר כפור במיוחד. אז, אם יש יום חם יחסית, אז כיסוי השלג יהיה שקט. והוא מתנהג אחרת לגמרי בזמן קור חורף אמיתי. אנשים כבר מזמן שמו לב: ככל שהטמפרטורה של השלג והאוויר נמוכות יותר, גוון החריקה גבוה יותר. מדענים הצליחו להבין שהאפקט הזה מתרחש כתוצאה מריסוק גבישי קרח מיקרוסקופיים.כאשר טמפרטורת השלג יורדת, הגבישים הללו הופכים שבירים וקשים יותר, ולכן הם משמיעים צליל חריקה, נשברים מתחת לגלגלי המכוניות ולרגלינו. אם נמחץ גביש אחד כזה, אז לא נשמע כלום בגלל גודלו הקטן. צלילים עדינים כאלה שהאוזן האנושית לא מסוגלת לקלוט. אבל כשהם מאוחדים, הקריסטלים מסוגלים ליצור רקע מוזיקלי יוצא דופן. את החריקה הזו שרים משוררים ביצירותיהם.
למה יורד שלג או גשם?
משקעים קשורים לחוסר איזון (יציבות) של מסות עננים, המורכבות מאלמנטים רבים של מבנים וגדלים שונים. ככל שהרכב זה יותר הומוגני, כך הענן יציב יותר, ובהתאם, ככל שהוא לא ייתן משקעים זמן רב יותר. באיזו צורה הם נופלים לקרקע תלויה בטמפרטורה של מסת האוויר בשכבת תת הענן, כמו גם בגובה ובמבנה של הענן עצמו (ככלל, הוא מעורב, כלומר, הוא מורכב מטיפות של צונן. גבישי מים וקרח). בוא נראה מה נובע מכך. נופלת מהענן, תערובת זו בדרך אל פני כוכב הלכת עוברת דרך המוני תת הענן. אם הטמפרטורה גבוהה מספיק, אז גבישי הקרח נמסים והופכים לגשם רגיל עם טמפרטורת טיפות חיובית. לפעמים, בהתחשב בגובהם הנמוך של העננים, ייתכן שפתיתי שלג לא יספיקו להימס לחלוטין, ובמקרה זה יורד שלג רטוב. זו הסיבה שגשם מעורב יכול להתרחש במהלך עונת החוץ. אם הטמפרטורה של מסת תת הענן שלילית, אז במקרה זה מדובר בשלג פשוט.
למה לפעמים יורד שלג בקיץ וגשם בחורף?
הבנו באיזו טמפרטורה יורד שלג ובאיזה טמפרטורה יורד גשם. עם זאת, לפעמים קורות תופעות מדהימות, למשל, שלג יכול לרדת בקיץ, וגשם יכול לרדת בחורף. מה מסביר אסון כזה? בואו ננסה להבין למה זה קורה. מדענים מסבירים תופעה זו כסטייה ממהלך ההתפתחות הרגיל של תהליכים באטמוספרה. אז, בחורף, המוני אוויר חם עשיר בלחות, הנעים מאגני הים הדרומי החמים, יכולים להיכנס לקווי הרוחב האמצעיים. כתוצאה מכך מתחילות הפשרות המתבטאות בהפשרת שלג שירד, כמו גם משקעים בצורת גשם. בקיץ, אנו יכולים לראות את המצב ההפוך, כלומר, מסות אוויר קרות מהקוטב הצפוני יכולות לפרוץ דרומה. כאשר החזית החמה נסוגה נוצרים עננים חזקים מאוד, ומשקעים רבים מאוד על קו ההפרדה של שתי מסות אוויר עם טמפרטורות שונות. תחילה בצורה של גשם, ולאחר מכן, עם התקררות לאחר מכן ובתנאי עננות נמוכה, בצורה של שלג פשוט או רטוב. באזורים הדרומיים זה קורה לעתים רחוקות, בעוד שהטמפרטורה על פני כדור הארץ נשארת חיובית.
שלג מתגלגל - מהי האנומליה הזו?
כשתראה לראשונה את נס הטבע הזה, תחליט שזוהי יצירה של ידיים אנושיות. למעשה, שבילים או גלילים כאלה מעוותים על ידי הטבע עצמו. זוהי תופעה מטאורולוגית נדירה למדי. גלילי שלג נוצרים על ידי הרוח שמגלגלת את השלג עד שהוא עולה במשקל ובגודל. בדרך כלל יש לי נתונים כאלהצורת גליל, אבל יש יוצאים מן הכלל. ניתן להבחין בתופעה זו רק באזורים עם רוחות פרצים חזקות, שלג רטוב קל, ורק בשטחים פתוחים. גלילי שלג מתגלגלים על הערבה כמו חביות ריקות. גודלם יכול להגיע לקוטר של 30 ס"מ ולרוחב של 30 ס"מ. למעשה, מאות לחמניות בודדות יכולות להופיע בו-זמנית על שדה מושלג. כל אחד מהם משאיר עקבות - מעין שביל המעיד על מסלול הדרך שעבר. גלילי שלג נוצרים לעתים קרובות במהלך חלוף סופות חורף כאשר הרוח חזקה והשלג טרי. טמפרטורת האוויר צריכה להיות קרובה לאפס.
תהליך יצירת גלילי שלג
זה קורה באופן הבא: פני כדור הארץ חייבים להיות מכוסים בקרום קרח קרקע, או שלג ארוז ישן, ובמקרה זה לפתיתי השלג הנופלים עם השכבה הבסיסית יש מעט הידבקות. במקרה זה, השכבה התחתונה צריכה להיות בעלת טמפרטורה שלילית, והעליונה - חיובית (קצת מעל אפס מעלות). אז שלג טרי יהיה בעל "דביקות" גבוהה. הטמפרטורה האופטימלית נחשבת למינוס שתי מעלות עבור השכבה התחתונה ופלוס שתיים עבור העליונה. רוח פרצים חייבת להיות בעלת מהירות של יותר מ-12 מ' לשנייה. היווצרות הגליל תתחיל כשהרוח "תחפור" פיסת שלג. יתר על כן, נוצרים גושים קטנים המתגלגלים על פני השדה בהשפעת הרוח, מגודלים עם כל מטר בשכבה הולכת וגדלה של שלג רטוב. כשהגליל נעשה כבד מדי, הוא מפסיק. אז הגודל שלו תלוי ישירות במהירות זרימת האוויר.
עובדות מעניינות על שלג
1. פתית שלג הוא 95% אוויר. בשל כך היא נופלת לאט מאוד, במהירות של 0.9 קמ ש.
2. הצבע הלבן של השלג נובע מנוכחות אוויר במבנה שלו. במקרה זה, קרני האור מוחזרות מגבול גביש הקרח עם אוויר ומפוזרות.
3. ההיסטוריה תיעדה מקרים של ירד שלג צבעוני. אז, בשנת 1969 ירד שלג שחור בשוויץ, ושלג ירוק בקליפורניה בשנת 1955.
4. בהרים הגבוהים ובאנטארקטיקה ניתן למצוא כיסוי שלג של צבעים ורוד, אדום, סגול, חום צהבהב. זה נעשה על ידי יצור - שלג chlamydomonas, שחי בשלג.
5. כאשר פתית שלג נופל למים, הוא פולט צליל חזק בתדר גבוה. האוזן האנושית לא יכולה לקלוט את זה, אבל דגים יכולים, ולפי מדענים, הם ממש לא אוהבים את זה.
6. בתנאים רגילים, השלג נמס באפס מעלות צלזיוס. עם זאת, כאשר הוא נחשף לאור השמש, הוא יכול להתאדות אפילו בטמפרטורות מתחת לאפס, תוך עקיפת הצורה הנוזלית.
7. בחורף, השלג מחזיר עד 90% מקרני השמש מפני השטח של כדור הארץ, ובכך מונע ממנו להתחמם.
8. בשנת 1987 תועד פתית השלג הגדול בעולם בפורט קוי (ארה"ב). קוטרו היה 38 ס"מ.
לסיכום
אז ניתחנו את תופעת מזג האוויר הזו, שמתוארת במשורה כל כך באנציקלופדיות ובמילונים. עכשיו אנחנו יודעים באיזו טמפרטורה שלג נמס, באיזו טמפרטורה הוא נמס, איך, מתי ומדוע מופיעים גלילי שלג ועוד ועוד.אחר, קשור למבשר ולחבר החורף היפה ביותר הזה.
