Sněhová vločka, co to vlastně je?

Blíží se nám sice jaro, ale vraťme se o pár týdnů zpět. Zamysleli jste se někdy nad tím proč a jak vypadá sněhová vločka?

Kdyby vám někdo řekl, abyste popsali slovo „zima“ jednoduchým symbolem, jaký by to byl? Většina z nás si pravděpodobně představí bílou sněhovou vločku.

Sněhová vločka je nejikoničtějším symbolem představujícím chladné počasí. Je také tradičním obrázkem používaným během vánočního období. Víme, že většina sněhových vloček má šest stran a mnoho větví kolem nich. Kromě toho se sněhové vločky vyskytují v široké škále tvarů a velikostí, což vede k běžné frázi „žádné dvě sněhové vločky nejsou stejné“.

Podmínky pro vznik vloček

Mnoho z nás před odchodem z domu zkontroluje předpověď počasí, aby se rozhodlo, zda si s sebou musíme vzít kabát nebo deštník.  Na portálech o počasí naleznete spoustu informací jako je teploty, pravděpodobnost deště, a mnoho dalších. Mimo jiné je většinou uváděn i údaj o vlhkosti vzduchu.

Tvorba sněhových vloček vyžaduje vysoké hodnoty relativní vlhkosti, to znamená, že je nutné mít v prostředí mnoho vodní páry. Ale to stále nestačí k vytvoření sněhových vloček: v oblacích musí být přítomny zvláštní nestabilní podmínky: přesycení , ke kterému dochází, když je ve vzduchu více vodní páry, než je obvyklý limit. Ovšem jsou za potřebí i nízké teploty.

Vznik sněhové vločky

Přesycení vede k tvorbě kapiček vody. Život sněhové vločky začíná jako drobná kapička podchlazené vody, která zmrzne v oblacích a vytvoří ledový krystal. Pokud je teplota mraku dostatečně nízká, kapičky mohou zmrznout. Pokud jsou mraky teplejší, může tvorba krystalů začít kolem jádra, jako je nečistota (prachová nebo pylová částice) v procesu známém jako nukleace.

• Jedna částice prachu se vznáší v oblaku. Prach poskytne pevný povrch, kde začne proces mrazu.
• Vodní pára se přilepí na částici prachu a kondenzuje na jejím povrchu.
• Tato fáze je jednou z nejdůležitějších: voda se promění v led.
  Uspořádání molekul látky určuje způsob její krystalizace.

Proč má takové tvary ?

Matematické modelování tvorby sněhových vloček je skutečnou výzvou. Zahrnuje spoustu různých fyzikálních procesů. Závisí na čase a na meteorologických podmínkách a tak dále. Vědci tento proces zkoumali dlouhou dobu. Jedním z nejznámějších výzkumníků v této oblasti je japonský fyzik Ukichiro Nakaya, který jako první člověk provedl experimenty s tvorbou sněhových krystalů za kontrolovaných podmínek, a to už v roce 1930. Zjistil, že morfologie (struktura) sněhových vloček závisí na teplotě a podmínkách přesycení.
Všechna jeho pozorování a výsledky lze shrnout do diagramu morfologie krystalů sněhu.

Diagram poskytuje informace o různých typech sněhových krystalů, které rostou ve vzduchu při atmosférickém tlaku v závislosti na teplotě a přesycení vodní párou (gramy vody na metr krychlový). Při malých hodnotách přesycení a teplotách vyšších než -5C budou získány malé destičky. Je překvapivé, jak se morfologie sněhových vloček drasticky mění při ještě nižších teplotách: od sloupů a pevných hranolů (-5C) až po pevné desky (pod -10C). O tom, zda krystaly sněhu vyrostou do destiček nebo sloupců, rozhoduje především teplota.

Když jsou hodnoty vlhkosti nízké, krystaly porostou pomalu a získají se jednoduché formy. Když je vlhkost vyšší, krystaly rychle porostou a poté se objeví rozvětvené a složitější formy. Informace a pozorování tohoto diagramu byly v posledních letech experimentálně ověřeny a potvrzeny a byl rozšířen na teploty -70C.

Někteří výzkumníci po celém světě modelují struktury sněhových vloček. Jiní simulují formování sněhové vločky pomocí složitých modelů. A někteří se pokoušejí aplikovat teorii k vysvětlení vzniku větví a složitých vzorů sněhových vloček.

Stále existují některé záhady, které je třeba zodpovědět o tomto úžasném jevu.

Zdroje: it.pearson.com, chalkdustmagazine.com, researchgate.net
FOTO se souhlasem autora: Monika Zemanová