Snø

Snø , i meteorologi , er en type atmosfærisk nedbør i form av krystallinsk frossent vann , dannet av en mengde bittesmå iskrystaller , som alle har en grunnleggende sekskantet symmetri og ofte også en fraktal geometri , men hver av en annen type og ofte gruppert sammen tilfeldig for å danne snøflak. Siden det består av små rådeler, er det et granulært materiale . Den har en åpen struktur og er derfor myk, med mindre den utsettes for ytre trykk . Disiplinen som studerer snøens fysisk-kjemiske egenskaper i forhold til miljøet er snøvitenskap .

Beskrivelse

Trening

Livet til en snøkrystall begynner i atmosfæren . Denne inneholder ofte fuktighet , gitt av vanndamp , det vil si av vannmolekyler i form av gass suspendert i luften . Hvis temperaturen synker, kondenserer molekylene (dvs. de når flytende tilstand, danner små dråper) rundt partikler som kalles kondensasjonskjerner (salter, pollen eller støv som finnes i atmosfæren ), som har en gjennomsnittlig diameter på ca. 1 μm . Hvis lufttemperaturen er under 0 °C, kan det dannes små iskrystaller i stedet for flytende vann . For at dette skal skje , kreves det frysekjerner , som ligner på kondensasjonskjerner. Ikke alle partikler som fungerer som kondensasjonskjerner kan også være frysekjerner; når lufttemperaturen synker, øker antallet og dannelsen, ved frysing , av iskrystaller blir mye lettere . Størrelsen og massen til iskrystallene øker og de begynner å bli mer følsomt påvirket av tyngdekraften og begynner å falle.

Den endelige formen på snøkrystallen avhenger av en rekke variabler, som temperaturen, fallhastigheten og fuktigheten i luften man møter. Hastigheten som massen til krystallen øker med avhenger av temperaturen: krystallene som passerer gjennom en kaldere atmosfære er mindre enn de som passerer gjennom en varmere atmosfære. I tillegg kan en varmere atmosfære holde på mer fuktighet, noe som resulterer i mer kraftig snøfall. Når snøkrystallen har falt til bakken, gjennomgår den en rekke transformasjoner (metamorfismer) som endrer dens opprinnelige form og fysiske egenskaper. Omformingen av snøen avhenger av temperaturen inne i snøpakken (knyttet til lufttemperaturen) og av vanninnholdet i snøen (som avhenger av opprinnelsen). Metamorfose endrer tettheten til snøpakken, som kan variere fra minimum 50 til maksimalt 200 kg/m³ umiddelbart etter et snøfall. Snøens tetthet påvirker i sin tur stabiliteten og kompaktheten til selve snøpakken og dermed sikkerheten til miljøet.

Geometri

Et interessant spørsmål er hvorfor armene til snøkrystallene som danner flakene er perfekt symmetriske og samtidig er det ikke to identiske snøkrystaller. Svaret ligger i de forskjellige miljøforholdene som to forskjellige krystaller plassert i en viss avstand fra hverandre gjennomgår under prosessen med dannelse, vekst og fall, eller i det faktum at avstanden "mellom" snøkrystallene er mye større enn at " inni" den samme snøkrystallen.

Gitt den innledende sekskantede symmetrien til den vanlige iskrystallstrukturen (som stammer direkte fra molekylstrukturen til vann ), vokser snøkrystallarmene uavhengig i et miljø som antas å være romlig og tidsmessig svært varierende når det gjelder temperatur , fuktighet og så på.. Dette miljøet antas å være relativt homogent i rommet til et enkelt flak, og dette får armene til å vokse veldig jevnt og symmetrisk, og reagere likt på et likt miljø, ettersom ubeslektede trær reagerer på miljøendringer ved å vokse lignende sett med ringer i stammen . Selv den minste forskjell i miljøet når det gjelder temperatur og fremfor alt luftfuktighet på romlige skalaer som er større enn de for en enkelt snøkrystall, fører til den observerte mangelen på likhet mellom formene til to eller flere forskjellige krystaller.

Et ytterligere faktum som bidrar til å gjøre teorien om at to identiske snøkrystaller ikke eksisterer enda mer overbevisende, er det faktum at hvert flak er sammensatt av milliarder av vannmolekyler, og de forskjellige mulige kombinasjonene av flak som kan dannes av disse milliardene. av molekyler skaper et utrolig stort antall forskjellige snøkrystaller.

Selvsagt er konseptet om at to snøkrystaller umulig kan være det samme en teoretisk hyperbole. Faktisk er det fullt mulig, selv om det er usannsynlig, at to krystaller kan være identiske, så lenge miljøforholdene er nesten identiske: enten krystallene vokser nær nok til hverandre eller til og med ved en ren tilfeldighet. American Meteorological Society rapporterte at to identiske krystaller ble funnet av Nancy Knight ved National Center for Atmospheric Research 1. november 1986 [1] . Krystallene var ikke dendritiske "flak" i sunn fornuft, men snarere enkle prismatiske sekskantede plater.

Nedbør

Snø dannes i den øvre atmosfæren når vanndamp , ved en temperatur under 5  °C , frost rundt de såkalte krystallinske kimene , går fra gassform til fast tilstand , og danner iskrystaller som begynner å falle mot bakken når deres vekt overvinner motoppdriften i luften og når bakken uten å smelte sammen. Dette skjer når bakketemperaturen generelt er mindre enn 2 °C (under forhold med lav luftfuktighet er det mulig å ha flak på bakken selv ved litt høyere temperaturer) og i mellomlagene er det ingen temperaturer over 0 °C hvor snø kan smelte og bli regn eller regn .

Men i nærvær av en eller flere av følgende faktorer:

snø kan falle, selv om det er i korte perioder, med positive temperaturer over 2 ° C (hvis luften i de nedre lagene er tørr nok, kan snøen nå bakken selv med ganske høyere temperaturer, noen ganger til og med 5 eller 6 ° C). Hvis temperaturen tillater det, er det mulig å produsere kunstsnø med spesielle kanoner, som imidlertid skaper små korn som ligner mer på rund snø enn på egentlig snø.

Generelt gjelder derfor for forekomsten av snøfenomenet ikke bare det termiske feltet på bakken, men også det til de atmosfæriske lagene mellom skyen og bakken: faktisk kan det hende at snøen ikke faller ved de nevnte temperaturene i tilstedeværelsen av nedbør eller rekkevidde i form av regn selv ved jordtemperaturer under null: dette skjer noen ganger når det er en sterk termisk inversjon preget av øvre lag av atmosfæren ved en positiv temperatur inne i hvilken krystaller og flak smelter og blir til væske vann; når dette vannet i form av regn når bakken fryser det nesten øyeblikkelig i kontakt med den frosne bakken, noe som fører til dannelsen av det svært farlige gelicidet .

Tilsvarende vil selv en langvarig vertikal homoterm med en konstant temperatur like over null mishage snøfallet ved å smelte de fallende flakene. Selv høye nivåer av relativ fuktighet med bakketemperaturer rett over null forhindrer snø i å falle til bakken fordi det øker luftens varmeledningsevne , noe som får fallende iskrystaller til å smelte raskere. I denne forbindelse kan nedbør ofte begynne i form av snø og deretter bli til regn nettopp på grunn av økningen i relativ fuktighet på bakken som et resultat av selve snøsmeltingen, til tross for absorpsjon av latent varme under denne overgangen av fysisk tilstand. Andre ganger skjer det motsatte: nedbør kan starte i form av regn og deretter gå over til snø når temperaturen synker på grunn av nedbør eller når inversjon/homotermisk lag løses opp på grunn av tilførsel av kald luft i stor høyde.

Snøfarge

For våre øyne virker snøen hvit , selv om den er sammensatt av krystallinsk is som er like gjennomsiktig som vann . Den ser hvit ut fordi hver lysstråle som passerer gjennom en snøkrystall reflekteres litt; fra krystall til krystall fortsetter lyset å bli reflektert og avbøyd til det dukker opp igjen i en tilfeldig retning ( diffus refleksjon ). Dermed er lysstrålen som når øyet en sum av alt lyset som sendes ut i den retningen, og er sammensatt av summen av alle fargene i spekteret , siden iskrystallene ikke absorberer noen farge. På denne måten kommer alle startfargene til øynene våre, og følgelig oppfatter vi den hvite fargen som er summen.

I tillegg, siden nesten alt lyset som kommer inn blir returnert, fremstår snødekket ofte blendende. Det samme fenomenet oppstår med alt støv som ikke absorberer for mye lys: en støvete grusvei virker hvitaktig, men hvis det regner blir det mørkt.

I snøfallet i Sør-Europa kan man noen ganger se en svak rosa fargetone på himmelen eller mellom lagene i den falt snø: det er sanden som kommer med vinden fra Sahara .

Bruk som symbol

Snøkrystallsymbolet, også kalt et snøfnugg, er ofte forbundet med begrepet vinter, is, snø eller temperaturer under frysepunktet. For eksempel har vinterdekk dette symbolet.

En stilisert snøkrystall ble også brukt som et symbol på de 19. olympiske vinterleker i Salt Lake City , Utah. [2]

Tre forskjellige snøkrystallsymboler er kodet i Unicode - standarden :

Forekomst av snø

Snøfall kan variere i varighet og geografisk posisjon, avhengig av enkelte geografiske faktorer som breddegrad , høyde , orografi og andre som påvirker været generelt.

Vanligvis er snøfall i lav høyde sjeldne i områder under 35 ° breddegrad og på vestkysten av store kontinenter, og er mer utsatt for vestlige vinder som er typiske for mellombreddegrader og i dette tilfellet kommer fra havet, varmere enn fastlandet i løpet av vinter.

Områdene som er mest utsatt for snø på middels breddegrader er fjellområdene i vinterperioden , men snødekte episoder kan også forekomme i åsene og slettene , spesielt i samsvar med kalde bølger , mens det blir en vanlig forekomst i alle høyder, som stiger fra kl. breddegrad mot polene .

Noen fjelltopper har et flerårig snødekke, som Himalaya og sentralasiatiske over 5000 meter, Andesfjellene fra 3000-5000 m oppover, de høyeste fjellene i Canada og Alaska og alpine fra 3000 meter opp og fjellene Kilimanjaro , Ruwenzori og Mount Kenya i Afrika , og Puncak Jaya i Indonesia , selv om disse er nær ekvator . På den annen side har mange polare områder svært lite nedbør og derfor relativt lite snø, til tross for iskaldt klima.

På middels breddegrader er det spesielt rikelig med snøfall om våren og høsten i middels høye høyder, mens frekvens og intensitet har en tendens til å avta med økende kulde på grunn av nedgangen i absolutt luftfuktighet .

Snø rundt om i verden

Typer snøfall

Til disse kommer til slutt den såkalte kjemiske snøen som av og til dannes i nærvær av sterk atmosfærisk forurensning i kombinasjon med temperaturer under null og høy luftfuktighet.

Nevonen er et spesielt intenst snøfall, som dekker alt [3] .

Bakkeeffekter

Snø kan lett samle seg på bakken hvis temperaturene er lave nok (ikke mer enn 1 ° C) og/eller hvis snøfallet er spesielt intenst: typisk som referanse tilsvarer én millimeter smeltet vann én centimeter nysnø umiddelbart. etter snøfallet (litt mindre hvis snøen er tørr og med små flak), med snøpakken som da har en tendens til å legge seg under sin egen vekt (jo tykkere og fuktigere den er) og den eventuelle smeltingen. Tykkelsen på mantelen kan nå flere meter slik det skjer i de snørikeste områdene i verden og med varige ansamlinger gjennom vinteren i fjellet.

Typer snø på bakken

Når den først har falt til bakken, har snøen en tendens til å komprimere under sin egen vekt i større og raskere grad, jo tykkere og våtere snødekket er og jo større mulig smelting, og kan gjennomgå andre prosesser i forhold til miljøforhold. Snø på bakken kan klassifiseres som følger:

En siste type snø på bakken er kunstsnø , som oppnås gjennom kunstsnøteknikker .

Fra snø til is

Snøen som samles på bakken kan følge to veier: den smelter i de varmeste periodene som vår og sommer, eller den forblir slik hvis temperaturene holder seg konstant under frysepunktet. I dette tilfellet, som forekommer over den såkalte grensen for flerårig snø, dvs. starter fra en viss høyde og oppover, som varierer i henhold til breddegrad , begynner snøen å følge en transformasjonssyklus som vil gjøre den til is takket være metamorfoseprosessen av krystallene og vekten av snøen over, driver ut luften som finnes i mellomrommene og gradvis selvkomprimerende ( avfyring ). Isen som dermed dannes fra 5. år og utover danner isbreen . De flerårige snødekkene sammen med flerårig is er en del av den såkalte kryosfæren .

Albedo-effekt

Snøen på bakken skaper også den såkalte albedo-effekten , det vil si at den for det meste reflekterer den innfallende solstrålingen, og kontrasterer dermed absorpsjonen av bakken; dette faktum kombinert med smeltevarmen absorbert av snøen under den eventuelle smeltingen favoriserer en lavere termisk oppvarming av det atmosfæriske laget i kontakt med det, med det resultat at områder dekket med snø varmes opp mye mindre og kjøles ned mye raskere enn områder som ikke dekkes av det. Det er antakelsen som favoriserer langvarig og intens nattefrost som noen ganger produserer ekstreme negative rekorder. Denne effekten, så vel som på meteorologisk skala , er også grunnlaget for noen tilbakemeldingsmekanismer i det klimatiske feltet ( is-albedo-is-feedback ).

Biologisk, hydrologisk og hydrogeologisk funksjon

Snøen som samles på bakken har den viktige biologiske funksjonen å beskytte den underliggende bakken mot frost , mens på den hydrologiske fronten tillater dens langsomme smelting ved tine større infiltrasjon av vann i bakken, slik at den kan samle seg i akviferer og vannreserver , ellers fra flytende nedbør som, hvis den er for intens og varig, heller store mengder vann til bakken som bakken ikke er i stand til å absorbere og som derfor renner direkte ut i bekker , elver og innsjøer . Det følger derfor at snø også drastisk reduserer den hydrogeologiske risikoen på et gitt territorium i samsvar med intense nedbørshendelser .

Risikoer og redusering

Snø kan utgjøre en risiko for sikkerheten til infrastruktur og enkeltpersoner ved snøskred . Skader fra snøoverbelastning kan oppstå på tak, på trevegetasjon eller favorisere isdannelse på skudd om våren. Kraftige snøfall ( stormer ) skaper ofte skader på infrastruktur og utgjør et hinder for ferdsel ved å blokkere trafikk og tjenester, noen ganger også i områder hvor det meteorologiske fenomenet forekommer hyppig. Forstyrrelser i strøm, telefontjenester og annen grunnleggende infrastruktur er vanlig ved snøstormer. Ofte forblir skoler og andre kontorer stengt, og noen avsidesliggende befolkningssentre forblir isolert. Snø kan også skape veifare, men det skjer oftere med is . Kommuner og provinser i fjellkommuner er utstyrt med anti-snøutstyr ( snøploger og/eller turbiner ), mens for is bruker de salter (dyrt, etsende, men effektivt) eller sand (billigere og effektivt, men ikke etsende) eller blandet på veiene for å favorisere fusjonen og/eller øke friksjonen med asfalten .

Økonomisk og rekreasjonsfunksjon

En viktig sektor innen turisme og økonomi i fjellandsbyer, sterkt knyttet til tilstedeværelsen av snø, er representert av vinterturisme og vintersport som kan praktiseres i de utallige skistedene over hele verden til fordel for operatørene i sektoren ( ski heisoperatører , hotelloperatører, utstyrssalg/utleieoperatører og restauratører). Snø er også en leken mulighet for barn som ofte elsker og har det travelt med snøballer og snømenn .

Ta opp

Merknader

  1. ^ Theoni Pappas , The joys of Mathematics, Franco Muzzio Editore. ISBN 88-7413-112-7 . s. 74
  2. ^ International Olympic Committee , Olympic Games Salt Lake City 2002 - The emblem ( JPG ), på olympic.org , 2009. Hentet 15. juli 2009 .
  3. ^ Tullio De Mauro , Stor italiensk bruksordbok, VIII, UTET, 2003.
  4. ^ NOAA: Mt. Baker snøfallsrekord . Arkivert 7. januar 2013 på Internet Archive .
  5. ^ JMA japanske meteorologiske byrå
  6. ^ Den feilaktige informasjonen om ekstreme værhendelser: saken om "rekordsnøfall" i fjellene i Abruzzo og Molise i mars 2015 ( PDF ), på Civil Protection Molise .
  7. ^ New York Times

Relaterte elementer

Andre prosjekter

Eksterne lenker