Sneg

SNEG KOT PADAVINA

Snežinke s svojimi čarobnimi in raznolikimi oblikami že od nekdaj privlačijo človeško radovednost. So praprotasti snežni kristalčki z osnovno obliko pravilnega šestkotnika. Niti dve snežinki naj ne bi bili povsem enaki, zato je verjetnost, da bi v štirih milijardah let Zemljine zgodovine padli dve enaki, zelo majhna. Vsaka snežinka je zgodba zase, »pismo z neba«, kot pravi raziskovalec snega Ukičiro Nakaja, zmes pravilnih vzorcev in naključnosti, zmes čistih oblik in neurejene nametanosti.

Številni fiziki in matematiki se že od 17. stoletja ukvarjajo s snežno raznolikostjo in poskušajo pojasniti lastnosti snežnih kristalov. Tako je danes poznanih (in dokumentiranih) na tisoče različnih oblik snežink.

Za prepoznavanje snežinkinih lastnosti se od leta 1951 najpogosteje uporablja klasifikacija Mednarodne komisije za sneg in led, ki loči sedem glavnih oblik snežnih kristalov: ploščati, zvezdasti, stolpičasti, igličasti kristali, prostorski dendriti, stolpci s krajci in drugih nepravilnih oblik. Dodali so še tri zvrsti zmrznjenih padavin: mehka toča, sodra (babje pšeno) in toča.

Zgodba snežinkinega »rojstva« se začne z izparevanjem vlage, vode iz oceanov, rek, jezer ... v zrak. Če vzamemo »delček« takšnega vlažnega zraka in ga ohladimo, postane prenasičeno vlažen in presežek vodne pare se začne kondenzirati. Za kondenzacijo potrebujemo še kondenzacijska jedra. To so ponavadi prašni delci, okrog katerih se lahko naberejo molekule vode. Tako nastanejo vodne kapljice, npr. jutranja rosa ali dežne kapljice. Tudi oblaki, bodisi deževni bodisi snežni, niso nič drugega kot ogromna zbirka takšnih vodnih kapljic, razpršenih v zraku. Pozimi, ko temperatura zraka začne padati pod temperaturo ledišča vode (0 stopinj C), začnejo vodne kapljice v oblakih pri približno minus 10 stopinjah zmrzovati. V nastajajočem kristalu ledu začnejo takrat na kondenzacijskih jedrih zmrzovati prve molekule vode, ki gradijo strukturo s šesterokotno simetrijo. Najpreprostejša snežinka dobi svojo obliko, ko ledeni kristali zrastejo do oblike pravilne šesterokotne prizme, velike nekaj milijonink metra.

Rast snežink je močno odvisna od temperature v oblaku in prenasičenosti zraka, torej od količine vodne pare, ki se lahko kondenzira na kondenzacijskih jedrih. Ker so snežni kristali tako majhni, so atmosferske razmere (temperatura in vlažnost) v njihovi neposredni okolici na vseh šestih stranicah prizme skoraj povsem enake, kar vpliva na enakomerno rast kristalov v vseh smereh in ohranjanje pravilne, šesterokotne simetrije snežink. Posamezni snežni kristali se pogosto združijo v rahlo povezane kosme, v snežinke milimetrskih velikosti. Kadar pa je sneg moker in lepljiv, se snežni kristali povežejo v velike snežinke, ki lahko dosežejo velikost tudi do nekaj centimetrov v premeru.
Največ snežnih padavin se zgodi pri temperaturah okrog ledišča, to je okrog nič stopinj C. Eden najpomembnejših vzrokov za pojav padavin je količina vlage v zraku. Iz vsakdanjih izkušenj pa vemo, da je toplejši zrak bolj vlažen od hladnega, kar pomeni, da vsebuje več vodne pare, ki je ključnega pomena tudi za rast snežnih kristalov. Zato je Antarktika zaradi izredno nizkih temperatur poznana kot najbolj sušen kontinent.




VRSTE NOVEGA SNEGA

- PUHEC, 10 – 30 kg ⁄ m3, pada v hudem mrazu (-15o C) v brezvetrju, suh, nesprijet sneg, ne da se stisniti v kepo.

- PRŠIČ, 30 – 60 kg ⁄ m3, pada v mrzlem vremenu, suh, nesprijet sneg, ne da se stisniti v kepo.

- JUŽEN SNEG, 60 – 150 kg ⁄ m3, pada okrog 0o C, da se stisniti v kepo, med sneženjem se kristali sprimejo v velike kosme (do 5 cm), lepi se na smuči in sprijema v cokle na derezah.

- BABJE PŠENO, SODRA na snežinke med padanjem skozi oblak podhlajene vodne pare primrznejo kapljice in oblikujejo kroglice – babje pšeno ali pa polstožec – sodra

- TOČA, ledena zrna nastanejo iz sodre ali iz velikih vodnih kapelj in se debelijo med padanjem skozi nevihtni oblak.

- SREŽ, veliki ledeni kristali nastanejo v mrzlih, jasnih in brezvetrnih nočeh s sublimacijo vodne pare na podhlajenih tleh, snegu, skalah, vejah, itd.

- IVJE: - mehko ivje – sublimacija vodne pare na podhlajenih predmetih, v mrazu tudi na laseh in bradi.
          - trdo ivje raste proti vetru iz podhlajenih kapljic megle, ki na močno
            podhlajenih predmetih v trenutku zmrznejo.




PREOBRAZBA SNEGA

Sneg se nenehno spreminja; preobrazba se začne že z nastankom kristala, neha se šele tedaj, ko sneg skopni.
Nizka temperatura preobrazbo upčasni, jo zavira ali tudi ustavi. Temperatura blizu ledišča (0o C) pa preobrazbo pospešuje.


Obstajajo različne vrste preobrazbe:

- DROBLJENJE je mehanska probrazba zaradi sil, ki delujejo na snežni kristal. Kristali spreminjajo svojo prvotno obliko zaradi delovanja vetra – vejavica, lastne teže (pritiska zgornjih plasti na spodnje plasti snežne odeje), pritiska (zunanje sile – teptanje) na snežno odejo in drsenja snežne odeje. Veča se gostota snežne odeje.

- ZRNJENJE je preobrazba kristalov novega snega v kar najbolj okroglo obliko (kristal ima za svojo maso preveliko površino, zato razlika v parnih tlakih na konicah kristala in v vdolbinah premesti vodne molekule v vdolbine; proces pospeši višja temeperatura).
Vodne molekule pa prehajajo tudi iz manjših zrn na večja, dokler niso vsa približno enaka.
Na stičnih mestih se zrnca sprimejo, primrznejo drugo na drugo, nastajajo vezi – sintranje (mostički, vratovi). Snežna odeja postane zelo trdna, celo nekoliko elastična. S tem se povečata njena stabilnost in varnost pred snežnimi plazovi, ne nazadnje pa to vpliva tudi na obstojnost in trajnost snežne odeje.

- SREŽENJE temperaturne razlike v snežni odeji povzročijo pretok vodne pare od predelov z višjo k predelom z nižjo temperaturo, kjer sublimira na zrncih snega, ki tako postajajo vedno bolj robata, dobivajo ravne mejne ploskve in se na koncu spremenijo v votle, čašaste kristale ali grobe šesterokotne piramide. To je globinski srež, ki mu glede na lastnosti in obliko pravimo tudi plovni, tekoči sneg. Nastajanje globinskega sreža se v precejšnji meri prepreči s teptanjem in utrjevanjem snežne odeje, s čemer se iz snega izstiska zrak in prekinejo zračne pore.
Globinski srež se ohrani pozno v pomlad, ko prepojen z vodo, kot gnilec še bolj oslabi stabilnost snežne odeje in poveča nevarnost plazov mokrega snega, s katerimi se pobočje pogosto vse do tal otrese snežnega bremena (talni plazovi).

- SRENJENJE, ODJUGA sončno sevanje, toplota in dež povzročajo oblivanje snežnih zrnc z vodo, ki ob ohladitvi zmrzne in spoji več zrn. Gostota snežne odeje se hitro in občutno veča, nastajajo različni srenci, zrnec in gnilec.
Ko je vode toliko, da premoči odejo do nepropustne plasti (npr. sloj srena, ledena lamela), ustvari na njej nevarno drsno plast ali pa zamrzne v ledeno lamelo – ta je praktično brez trenja.


- TAJANJE IN ZMRZOVANJE je mehanizem probrazbe v vlažnem in mokrem novem snegu, ki poteka ob občasnih otoplitvah zaradi sončevega obsevanja, toplega vetra in dežja. Po večkratnem tajanju in zmrzovanju nastanejo med zrni vezi, ki jih povežejo v robate sprimke in gruče zrn. Na snežni odeji nastaja skorja; sprva tanka osrenica, ki se po več zaporednih taljenjih in zmrzovanjih odebeli v trdnejši sren. S pomladno odjugo se osreni vsa, tudi prvotno suha snežna odeja preide v debelozrnat srenec.
Če temperatura snega ponoči ali ob siceršnji ohladitvi pade pod 0o C, sneg in voda postopoma zmrzneta (zmrzovanje poteka od površja proti notranjosti) v zelo trdno gmoto, stabilnost snežne odeje se s tem močno poveča, vendar pa zmrzovanje poteka zelo počasi, voda v notranjosti ostaja tekoča, v pomladanskem času je zaradi vsebnosti vode v nižjih plasteh lahko razlog za nastanek talnega plazu (gnilec).