Haz flores de hielo durante la temporada de fuertes nevadas
Como todos sabemos, las nubes están compuestas de muchas pequeñas gotas de agua y pequeños cristales de hielo, y las gotas de lluvia y los copos de nieve están compuestos de estas pequeñas gotas de agua y pequeños cristales de hielo. Entonces, ¿cómo se forma la nieve?
En las nubes de agua, todas las gotas de agua son pequeñas gotas de agua. Se convierten en gotas de lluvia principalmente al continuar condensándose y chocando entre sí.
Las nubes de hielo están formadas por diminutos cristales de hielo. Cuando estos pequeños cristales de hielo chocan entre sí, la superficie de los cristales de hielo se calienta y se derrite, se pegan entre sí y se congelan nuevamente. Repita esto muchas veces y la cantidad de cristales de hielo aumentará. Además, hay vapor de agua en las nubes, por lo que los cristales de hielo pueden seguir creciendo debido a la condensación. En lugares donde las nubes de hielo son generalmente altas pero no gruesas y no hay mucho vapor de agua, el crecimiento de la condensación es lento y no hay muchas oportunidades de colisión entre sí, por lo que no pueden crecer en gran medida para formar precipitación. Incluso si provoca precipitaciones, a menudo se evapora en el camino hacia abajo y rara vez cae al suelo.
Lo que más favorece el crecimiento de las gotas de nube es la nube híbrida. Las nubes mixtas están compuestas de pequeños cristales de hielo y gotas de agua sobreenfriada. Cuando una masa de aire está saturada con cristales de hielo, se insatura con gotas de agua. En este momento, el vapor de agua de la nube se condensa en la superficie de los cristales de hielo, mientras que las gotas de agua sobreenfriada se evaporan, lo que hace que los cristales de hielo "adsorban" el vapor de agua de las gotas de agua sobreenfriada. En este caso, los cristales de hielo crecen rápidamente. Además, el agua sobreenfriada es muy inestable. Si lo tocas, se congelará. Por lo tanto, cuando las gotas de agua sobreenfriada chocan con cristales de hielo en nubes mixtas, se congelan y se adhieren a la superficie de los cristales de hielo, lo que hace que crezcan rápidamente. Cuando los pequeños cristales de hielo crecen, superan la resistencia y flotabilidad del aire y caen al suelo, se convierten en nieve.
A principios de primavera y finales de otoño, el aire cerca del suelo está por encima de los 0 ℃, pero esta capa de aire no es espesa y la temperatura no es muy alta, lo que evitará que los copos de nieve caigan al suelo y derritiéndose completamente. Esto es lo que se llama "nieve húmeda" o "tanto lluvia como nieve". Este fenómeno se conoce como “aguanieve” en meteorología.
De igual forma, el tamaño de la nieve también se clasifica según la cantidad de precipitación. La nieve se puede dividir en tres categorías: nieve ligera, nieve moderada y nieve intensa, como se muestra en la Tabla 3.
Tabla 3. Estándares de precipitación para varios tipos de nieve
Tipos de nieve ligera, nieve intensa y nieve intensa
La precipitación de 24 horas es inferior a 2,5 y 2,6-5,0 es superior a 5,0.
La precipitación de 12 horas es inferior a 1,0 y 1,1-3,0 es superior a 3,0.
Las formas de los copos de nieve
Los copos de nieve tienen muchas formas y son muy bonitos. Si los pones bajo una lupa, encontrarás que cada copo de nieve es un patrón extremadamente hermoso, e incluso muchos artistas quedan asombrados. Pero, ¿cómo se forman las distintas formas de los copos de nieve? Los copos de nieve son en su mayoría hexagonales porque pertenecen al sistema cristalino hexagonal. Los pequeños cristales de hielo en los "embriones" de los copos de nieve en las nubes tienen dos formas principales. Un tipo es hexagonal y delgado, llamado cristales columnares, pero a veces sus extremos son puntiagudos y parecen agujas, llamados cristales aciculares. El otro son las escamas hexagonales, como escamas cortadas de un lápiz hexagonal, llamadas cristales en escamas.
Si la sobresaturación del aire circundante es baja, los cristales de hielo crecerán lenta y uniformemente por todos lados. Cuando aumentan y disminuyen, aún mantienen su apariencia original y se denominan cristales de nieve columnares, aciculares y escamosos, respectivamente.
Si el aire circundante está muy sobresaturado, los cristales de hielo no sólo aumentarán de tamaño sino que también cambiarán de forma. La más común es desde la forma de escama hasta la de estrella.
Resulta que cuando los cristales de hielo crecen, el vapor de agua cerca de los cristales de hielo se consumirá. Por tanto, cuanto más cerca del cristal de hielo, más fino es el vapor de agua y menor es el grado de sobresaturación. Cerca de la superficie del cristal de hielo, porque el exceso de vapor de agua se ha condensado sobre el cristal de hielo y acaba de alcanzar la saturación. De esta manera, la densidad del vapor de agua cerca del cristal de hielo es menor que la que se encuentra lejos del cristal de hielo. El vapor de agua se mueve desde alrededor del cristal de hielo hasta donde está el cristal de hielo. Las moléculas de vapor de agua primero encuentran las esquinas y protuberancias de los cristales de hielo, donde se condensan y hacen que los cristales de hielo crezcan. Por lo tanto, las esquinas y las partes que sobresalen del cristal de hielo crecerán rápidamente primero y luego se ramificarán gradualmente. Más adelante, crecerán nuevas ramitas en cada rama y rincón por el mismo motivo. Además, en las depresiones entre cada esquina y bifurcación. El aire ya no está saturado. A veces incluso se aplica aquí un proceso de sublimación, que permite transportar el vapor de agua a otros lugares. Esto hace que las ramas angulares sean más prominentes, formando lentamente los familiares copos de nieve en forma de estrella.
Lo anterior es en realidad un proceso típico de formación de copos de nieve en forma de estrella.
Sus partes equivalentes, independientemente de su forma o tamaño, deben ser iguales. Este típico copo de nieve con forma de estrella sólo puede formarse en un entorno ideal y tranquilo (como por ejemplo en un laboratorio). En la atmósfera, no puede aumentar paso a paso como se mencionó anteriormente, y la forma formada no puede ser tan típica. Esto se debe a que a medida que los cristales de hielo caen gradualmente y a veces giran, cada rama queda expuesta a una cantidad diferente de vapor de agua, y aquellas ramas que están expuestas a más vapor de agua crecen mucho más. Entonces, los copos de nieve que vemos habitualmente son generalmente iguales, pero diferentes entre sí.
Además, durante el proceso de caída de las nubes, los copos de nieve también caerán del entorno adecuado para formar esta forma al entorno adecuado para formar otra forma, por lo que verás varias formas complejas de copos de nieve. Algunos parecen gemelos, otros parecen espinas. Aunque todos son copos de nieve en forma de estrella, también hay tres, seis o incluso doce o dieciocho ramas.
Los anteriores son todos casos de un solo copo de nieve. A medida que caen los copos de nieve, cada copo se adhiere fácilmente entre sí y se une para formar copos de nieve más grandes. La fusión de los copos de nieve se observa principalmente en las tres situaciones siguientes. (1) Cuando la temperatura es inferior a 0°C, los copos de nieve chocan mientras caen lentamente. La colisión crea presión y calor, lo que hace que los lugares de colisión se derritan y se peguen entre sí, y luego el agua derretida se congela inmediatamente nuevamente. Así, los dos copos de nieve se fusionaron. (2) Cuando la temperatura es ligeramente superior a 0 ℃, los copos de nieve ya están cubiertos con una capa de película de agua. En este momento, si dos copos de nieve chocan, se pegarán por la tensión superficial del agua. (3) Si las ramas de los copos de nieve son más complicadas, puedes colgar los dos copos de nieve juntos simplemente trepando.
Los copos de nieve caen de las nubes al suelo, y el viaje es muy largo. Cuando las condiciones son adecuadas, se pueden fusionar múltiples subidas y volverse muy grandes. Cuando nieva mucho, a veces aparecen unos copos de nieve parecidos a gansos, que se forman por múltiples fusiones.
Pero a veces los copos de nieve chocan entre sí, en lugar de combinarse entre sí, se rompen, dando como resultado algunos copos de nieve deformados. Por ejemplo, cuando nieva, a veces se pueden ver algunas "estrellas" individuales, y este es el caso.