Osnovna škola fra Pavla Vučkovića Sinj

Kako će prema prognozi prosinac nastaviti tradiciju kišnog i toplog studenog, umjesto da uživamo u bijelom pokrivaču i ovogodišnji Božić u većini Hrvatske proći će u kišnom i oblačnom tonu.

Kad odemo na zimske praznike, usprkos prognozama, nadamo se da će zabijeliti naš kraj. Stoga, otkrit ćemo, što su zapravo te snježne pahulje, koje nam većini izmame osmijeh na lice...

KRISTALI SNJEŽNIH PAHULJA

Upitate li se katkad, kako su nastale i otkuda su došle ove čudesne tvorevine prirode?

Priča o snježnoj pahulji počinje s vodenom parom u zraku. Isparavanja iz oceana, jezera, rijeka stvaraju paru u zraku kao što to dišući rade biljke, životinje i ljudi. Kako se zrak hladi, tako vodena para počinje kondenzirati. Kad se to događa u blizini zemlje, nastane rosa. Visoko iznad tla, vodena para kondenzira oko čestica prašine, u bezbrojne kapljice. Oblak nije ništa drugo nego golema kolekcija vodenih kapi u zraku.

Zimi, snježni oblaci se također sastoje od tekućih kapi, čak i kad je temperatura ispod temperature ledišta. Kažemo da je voda pothlađena. Kako oblak postaje hladniji, kapljice se ipak počinju smrzavati. To se događa oko minus 10 °C, ali je to postupan proces i kapi se ne smrzavaju sve istodobno.

Kad se kap smrzava, započinje proces iz male čestice leda okruženog vodenim kapima oblaka. Kristal raste jer vodena para kondenzira na njegovoj površini  formirajući pahulju. Kako kristal raste još više, ostatak vodenih kapi polako isparava i u okolni zrak otpušta još vodene pare.

Voda isparava iz vodenih kapi i odlazi u zrak, tamo kondenzira i izrasta u snježni kristal. Kada snijeg pada, stvara se protok vode koja iz tekućeg stanja (oblak kapljica) prelazi u čvrsto stanje (pahulju).

Tako se oblak smrzava.

 Što je zapravo snježna pahuljica?

 Snježna pahuljica je kristal leda. U najvećem broju snježne pahuljice su nakupine monokristala leda. Rijetko znaju biti i samostalni monokristali. Pod pojmom snježne pahuljice podrazumijeva se samostojeći monokristal leda. Snježnu pahuljicu, iz opšteg pojma "monokristal leda", izdvaja svojstveni vanjski oblik i simetrija. Upravo u toj činjenici leži njena tajna i neosporna ljepota.

Kako nastaju snježne pahulje?

Snježne pahuljice nastaju u oblacima na temperaturama nižim od 0ºC, ali ne, kako se obično misli, smrzavanjem vode već isključivo direktno iz vodene pare prisutne u zraku, molekula po molekula. Na samom početku, da bi pahuljica uopšte mogla rasti, uz određenu koncentraciju molekula vodene pare (vlažnost), mora postojati inicijalni kristalić leda. On je nukleus kojeg čine desetak do par stotina molekula, a na koji se lako ugrađuju nadolazeće molekule vodene pare. Da bi se stvorio inicijalni kristalić leda neophodno je da postoji jezgra nukleacije. Funkciju jezgre nukleacije obavljaju vrlo fina zrnca prašine različitih izvora. Ako je temperatura iznad 0ºC, molekule vodene pare će kondenzirati u vodene kapljice, također na zrncima prašine. Svaka kišna kap, kao i svaka snježna pahuljica, sadrži barem jedno zrnce prašine.

Postoje li dvije potpuno iste pahulje?

Ne postoje dvije potpuno iste pahulje, ali mogu biti vrlo slične jedna drugoj. Zapetljane, izuzetno raznovrsne i prekrasne, pahulje začuđuju matematičare još od 1611. godine (zasigurno i prije te godine, ali od tada datiraju zapisani dokumenti) kad je Johannes Kepler pretpostavio da je šesterostrana struktura posljedica osnovne kristalne strukture. Pahulje rastu iz vodene pare oko svojevrsne jezgre, kao što je čestica prašine. Površina kristala je vrlo složen polutekući sloj na koji se molekule vode iz okolne pare mogu zakvačiti ili otkvačiti.

Osnovni oblik snježnog kristala je šesterostrana prizma. Šesterostrani oblik snježnih kristala proizlazi iz oblika kristalne rešetke leda. Naime, kad se voda smrzne, njene molekule zauzmu takav položaj da načine šesterostranu prizmu. Iz tog oblika proizlazi konačan izgled snježnog kristala. Ove strukture nastaju jer određene površine kristala akumuliraju materiju vrlo sporo. Šesterostrane prizme imaju dvije osnovke (baze) i šest bočnih strana u obliku pravokutnika. Ovisno o tome koja strana brže raste, nastat će prizma koja je ili šira i plića ili tanja i dulja.

Postoje pahuljice koje izgledaju poput grančica. Izuzetno raznoliki oblici viđeni u snježnim kristalima posljedica su uglavnom njihove zamršene temperaturne ovisnosti brzine rasta. Taj fenomen, iako je uočen prije više od 78 godina, ostao je neobjašnjen do današnjih dana.

a) relativno jednostavna heksagonska prizma - pločica s nešto ukrasa (-15ºC),
b) kompleksnija pločica s početkom grananja (-15ºC),
c) zvjezdasti, dendritski kristal s puno izdanaka, pojačana vlažnost u odnosu na slučaj b,
d) jednostavna heksagonska prizma - stubić sa (zaraslim) šupljinama (-8ºC)
e) igličasti kristali (uglavnom prošupljeni (rastu samo na -5ºC do -7ºC)
f) stupićasti kristali s pločastim ili stelarnim kapicama (kompleksni rast)

Kakvi trebaju biti uvjeti za snijeg?

Istraživanja pokazuju da nikad nije prehladno za padanje snijega. Može sniježiti i na iznimno niskim  temperaturama zraka ako postoji vlaga i dizanje ili hlađenje zraka. Točno je da snijeg najčešće pada na temperaturi zraka oko 0°C jer topliji zrak može sadržavati više vlage. Svježe napadali snijeg sadrži i do 95% zarobljenog zraka.

Čisti snijeg je zasigurno jestiv. U gradskim područjima snijeg može biti zagađen pa se ne bi trebao jesti, no ni tada vjerojatno ne bi imao većih posljedica za zdravlje onih koji ga jedu. Ponekad snijeg može sadržavati alge koje mu daju crvenkastu boju. Taj snijeg je jestiv, a oni koji su ga probali čak kažu da ima dobar okus.

Iako se grmljavina zimi pojavljuje puno rjeđe nego ljeti moguće je da pada snijeg i grmi istovremeno. U prosjeku jedan dan godišnje pada snijeg i grmi. Kad pada snijeg, češće grmi u obalnom području nego u unutrašnjosti.

Kako zna jedan šiljak u kakav će oblik izrasti drugi?

No, kako to da ne postoje dvije iste pahulje, ne znamo. Kako to, ako pahulje uvijek rastu od središta prema van (najčešće u obliku šesterostranog poliedra), izrastu u simetričnu tvorevinu? Drugim riječima, kako zna jedan šiljak u kakav oblik će izrasti drugi, treći, četvrti, peti i šesti...

I bez odgovora na ova pitanja, nadam se da ćemo uskoro nesmetano uživati u snijegu grudati se, raditi snjegoviće i anđele....