Každodenný život môže byť niekedy rutinný, no svet je plný fascinujúcich detailov, ktoré si zaslúžia našu pozornosť. V zime, keď sa krajina zahalí do bieleho šatu, sa môžeme zamyslieť nad jedným z najkrajších javov prebiehajúcich v atmosfére - nad vznikom snehových vločiek. Tento článok odhalí tajomstvá snehových vločiek - ako sa rodia, aké majú tvary a čo všetko ich robí takými výnimočnými.
Ako Vzniká Snehová Vločka?
Snehová vločka sa zrodí vysoko v oblakoch, kde je veľmi chladno. Všetko začína maličkou kvapôčkou vody, ktorá zamrzne na drobnom kúsku prachu alebo inej častice. Keď je v oblakoch dostatok studeného vzduchu, na túto kvapôčku sa začnú pridávať ďalšie a ďalšie kryštáliky ľadu. Prechod vodnej pary do tuhého stavu odborníci nazývajú sublimáciou.
RNDr. Ingrid Damborská, CSc. z Fakulty matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského v Bratislave (Katedra astronómie, fyziky Zeme a meteorológie) vysvetľuje, že vodná para môže v atmosfére bezprostredne prechádzať do pevného skupenstva.
K rastu ľadových kryštálov môže dochádzať dvoma spôsobmi:
- Priamym usadzovaním molekúl vodnej pary na zárodkoch (prachová častica alebo peľové zrnko) alebo kryštáloch sublimáciou.
- Mrznutím prechladených kvapiek vody.
Proces sublimácie sa v plnej miere uplatňuje pri viazaní molekúl vodnej pary priamo na kryštálikoch ľadu, k čomu sú vytvorené zvlášť priaznivé podmienky v zmiešaných oblakoch.
Prečítajte si tiež: Dokonalá sladkosť: snehové pusinky
Jedinečnosť Každej Vločky
Každá snehová vločka je výsledkom neustále sa meniacej vlhkosti a teploty v oblakoch, preto je každá iná. Každá snehová vločka je jedinečná, pretože podmienky, v ktorých rastie, sa stále menia. Niekedy je v oblakoch viac vlhkosti, inokedy menej, alebo sa zmení teplota. Tieto rozdiely spôsobujú, že vločky majú rôzne tvary - niektoré vyzerajú ako hviezdičky, iné ako malé dosky alebo ihličky.
Hoci sa ich tvary môžu meniť veľmi rýchlo, vždy si zachovávajú hexagonálnu (šesťuholníkovú) symetriu. Ich krásu tvorí symetria. To znamená, že všetky ramienka vločky sú rovnaké. Každé ramienko sa vyvíja presne rovnako, pretože rastie za rovnakých podmienok.
Tvary Snehových Kryštálov
Ľadové kryštály majú pravidelnú šesťuholníkovú kryštálovú mriežku. Podľa teploty okolia vzniku sa tvoria kryštály rôzneho tvaru. Podľa vlhkostných pomerov v atmosfére sa tieto tvary môžu navzájom kombinovať. Bolo popísaných viac ako 21-tisíc rôznych tvarov snehových kryštálov, zaoberá sa nimi jeden vedný odbor - kryštalografia snehu.
Podľa medzinárodnej klasifikácie sa delia na 10 základných skupín:
- Doštičky
- Hviezdice (dendrity)
- Stĺpiky
- Ihlice
- Vločky jednoduché
- Stĺpiky s doštičkami
- Nepravidelné priestorové častice
- Krúpky, krupica
- Ľadové zrná
- Krúpy
Kryštáliky ľadu jednoduchších tvarov pozorujeme vo vyšších vrstvách atmosféry (5 - 12 km), kde tvoria obvykle vysoké oblaky. V nižších vrstvách atmosféry sa vyskytujú v oblakoch kryštáliky zložitejšej štruktúry. Z meteorologických prvkov má najväčší význam teplota a vlhkosť vzduchu. Všetky kryštály majú spoločný šesťuholníkový tvar, ktorý má pôvod v usporiadaní molekúl vody v kryštalickej mriežke a ktorý sa vyznačuje jednou hlavnou osou symetrie a tromi vedľajšími.
Prečítajte si tiež: Snehové Rezy pre každú príležitosť
Tento ideálny tvar je deformovaný rôzne podľa toho, akým spôsobom sú viazané prichádzajúce molekuly vodnej pary k ploche kryštálu a ako sa vytvárajú tzv. plošné zárodky v závislosti od teploty vzduchu a tlaku vodnej pary v okolí kryštálu. Plošný zárodok predstavuje konfiguráciu molekúl vodnej pary, ktoré sú pevne pripútané k ploche kryštálu a podporujú narastanie novej kryštálovej plochy. Pri raste kryštálikov tak niektoré kryštálové plôšky rastú rýchlejšie a iné pomalšie.
Pri nízkych teplotách vzduchu, napr. -30 °C, v dôsledku väčšieho presýtenia atmosféry vodnou parou vzhľadom k ľadu, dochádza k rýchlemu narastaniu kryštálikov, kedy sa nový plošný zárodok vytvorí skôr, ako sa ukončí rast predchádzajúcej plochy. Plocha kryštálu pritom narastá od okraja smerom do stredu v dôsledku pôsobenia elektrostatických síl, ktorými sú viazané molekuly vody v mriežke ľadu. Preto je najväčšia časť molekúl viazaná na hranách a rohoch kryštálu, kde sú prichádzajúce molekuly najmenej rušené susednými molekulami. Nakoniec sa viažu molekuly uprostred plochy, kde je väzba najsilnejšia.
Zvyšovanie teploty a pokles tlaku vodnej pary nad ľadom vedie k spomaleniu rastu kryštálov. Vtedy plochy kryštálu narastú skôr, než sa vytvorí nový plošný zárodok a vzniknuté kryštály majú jednoduchý kompaktný tvar (pri teplotách -20 °C až -30 °C). Ďalším zvyšovaním teploty vzduchu bude dochádzať k zosilneniu difúzie molekúl vodnej pary k povrchu kryštálu, ktorý bude v dôsledku toho rýchlejšie narastať do strán. Vytvorené doštičky tak budú pomaly prechádzať do zložitejších hviezdičiek, ktoré odborníci nazývajú dendrity. Pri teplote okolo 0 °C nadobúdajú kryštáliky ľadu v atmosfére ihlicovitý tvar.
Zhluky Kryštálov a Premena Snehu
Ľadové kryštáliky vzniknuté zmrznutím kvapiek vody a narastajúce sublimáciou vodnej pary sa môžu ďalej zväčšovať pri padaní v atmosfére. Pritom sa predovšetkým uplatňuje koagulácia (spájanie menších kryštálikov do väčších), ktorá môže nastať:
- Pri padaní kryštálikov nerovnakou rýchlosťou (gravitačná koagulácia).
- Molekulárno-kinetickým (Brownovským) pohybom.
- Elektrostatickými silami.
- Atmosférickou turbulenciou.
Výsledkom sú zhluky kryštálov v tvare snehových vločiek, kryštály so zmrznutými kvapkami vody i kryštály obalené amorfnou vrstvou ľadu.
Prečítajte si tiež: Sviatočné snehové venceky
Ak je pri zemskom povrchu záporná teplota, snehové vločky padajú na Zem vo forme snehu alebo snehových (ľadových) krúpok a môžu zostať ležať na zemskom povrchu v podobe snehovej pokrývky. Od svojho vzniku až do úplného roztopenia sa sneh stále mení. Odborníci rozoznávajú tri druhy premeny snehu. V týchto fázach premeny snehu sa už nehovorí o snehových kryštáloch, ale o snehových zrnách, lebo kryštálová mriežka sa viac-menej stráca. V závislosti od priebehu počasia sa môžu jednotlivé fázy premeny rôzne kombinovať, prípadne aj preskočiť a vynechať.
Farba Snehu
Sneh nie je biely, ale priehľadný! V skutočnosti je sneh priehľadný a bezfarebný. Komplexná štruktúra snehových kryštálov má za následok nespočetné malé plôšky, od ktorých sa viditeľné svetlo účinne odráža. Tvoria ho ľadové kryštáliky, ktoré neprepúšťajú svetlo. Spektrum farieb sa od povrchu snehovej vločky odráža, čo je dôvodom, prečo sneh vidíme biely.
V prírode sa občas môže vyskytnúť okrem bieleho snehu aj sneh rôznej farby - oranžový, červený, zelený či dokonca fialový. Pokiaľ sa totiž vo vzduchu nachádzajú znečisťujúce látky (piesok, smog), tieto sa premietnu do farby snehových vločiek. Oranžový sneh napadal v roku 2007 na Sibíri vďaka vysokej koncentrácii piesku v ovzduší počas snehovej búrky. V ruskom Krasnodare zase riasy, rastúce v snehu či ľade v polárnych a alpských oblastiach, spôsobili ružovú farbu snehovej pokrývky. A niektoré časti Londýna, ktorý je vyhlásený za smogom najznečistenejšie mesto Európy, pokrýva sneh šedo - čierny. Obyvatelia Uralu boli prekvapení, keď im napadol zelený sneh.
Zaujímavosti o Snehu a Snehových Vločkách
- V priemere jeden septilión snehových vločiek spadne každú zimu. To je 1 s 24 nulami! Toľko, teda 1 seplitilión ľadových kryštálov spadne z neba každú zimu v USA.
- Najväčšia zaznamenaná snehová vločka na svete, spadla v Montane (USA), 28. januára v roku 1887. Merala 38,1 centimetra a mala hrúbku 20,3 centimetra, čím sa zapísala do Guinessovej knihy rekordov.
- V alžírskom meste Aïn Séfra v saharskej púšti namerali 2,5 cm snehovej pokrývky priamo v púštnych dunách.
- Snehová vločka je z 90 % vzduch.
- Áno, je možné báť sa aj snehu.
- V iglu je možná dosiahnuť teplotný rozdiel až 70 stupňov oproti vonkajšej teplote, čím predstavuje perfektné útočisko pred nízkymi teplotami. Priestor v iglu je zahrievaný výlučne telesným teplom. Čerstvo zhutnený sneh zachytí 90 až 95 percent vzduchu a keďže sa nemôže pohybovať a prenášať teplo, je to vynikajúci izolátor.
- Spustenie lavíny závisí od viacerých faktorov. Lavína sa spustí vtedy, keď je snehová vrstva nestabilná a zaťaženie je väčšie ako odpor proti pohybu. Dôležité je aký je podklad, sklon svahu, smer vetra, teplota, vlhkosť vzduchu a snehu, slnko atď. Všetky tieto parametre dokážu pôsobiť na vznik lavín vo vzájomnej kombinácii.
História Skúmania Snehových Vločiek
Prvé záznamy o snehovej vločke pochádzajú od čínskych bádateľov a spisovateľov roku 135 p.n.l. Čínsky učenec Han Yin identifikoval snehovú vločku ako ying alebo snehový šesťcípy kvet, čo neskôr potvrdil v roku 1591 aj Thomas Harriot. Ľudia prvýkrát spoznávali jedinečnosť snehových vločiek aj ich charakteristickú symetriu.
Európski autori začali s dokumentovaním snehových vločiek o mnoho storočí neskôr. V roku 1555 zaznamenal škandinávsky biskup Olaus Magnus snehové vločky zvláštnych tvarov, ako napríklad mesiačikovité, šípovité alebo vločky v tvare ruky. Francúzsky filozof René Descartes ako prvý zdokumentoval podrobný popis štruktúry snehových kryštálov v roku 1637. Vo svojej vedeckej štúdii o meteorológii a počasí, Les Météores, zaznamenal niekoľko dôkladných pozorovaní snehových vločiek.
Prvým vedcom, ktorý teoretizoval o šesťnásobnej symetrii snehových kryštálov, bol nemecký vedec Johannes Kepler. V roku 1611 daroval cisárovi rímskej ríše Rudolfovi II. pojednanie s názvom Šesťrohá snehová vločka ako darček. Kepler vo svojom pojednaní porovnával šesťnásobnú symetriu snehových vločiek s kvetmi, kde však vyvodil, že podobnosti končia pri vzhľade nakoľko sú kvety živé a snehové vločky nie. Premýšľal nad organizačným princípom symetrie a siahol aj na atomistický pohľad na hmotu vďaka teórii delovej gule. Kepler si uvedomoval, že genéza kryštalickej symetrie bola veľmi sýta vedecká otázka. Na konci svojho pojednania Kepler uznáva, že veda jeho doby nebola dostatočne vyvinutá, aby vysvetlila isté javy.
Farmár z Vermontu Wilson Bentley vytvoril prvý fotografický album padajúceho snehu, ktorý ohúril svet kúzelnou štruktúrou snehových vločiek. Už ako chlapec sa začal Bentley zaujímať o mikroskopickú štruktúru kryštálov a v 80. rokoch 19. storočia začal experimentovať s fotoaparátom ako prostriedkom na zachytenie okolia, ktoré pozoroval. Práve za týmto účelom zostrojil dômyselný mechanizmus spojenia fotoaparátu a mikroskopu pre lepšie rozlíšenie a detailnejšie obrazce. Svoj prvý snehový kryštál si odfotografoval v roku 1885 ako devätnásťročný. Za celú svoju kariéru zachytil na sklenené fotografické platne viac ako 5000 záberov snehových vločiek. Jeho fotografie poskytli pohľad na tento fenomén širšej verejnosti najmä vďaka publikáciám v novinách a časopisoch. Spolu s W. J. Humphreysom zostavil Magnum Opus s názvom Snow Crystals, ktoré obsahovalo viac ako 2000 fotografií snehových vločiek.
Postupný nárast záujmu o snehové vločky nabral na obrátkach a v 30. rokoch 20. storočia prešiel na viac odborný vedecký smer vďaka japonskému fyzikovi Ukichiro Nakaya, ktorý započal prvé laboratórne výskumy snehových kryštálov, čo je odklon od doposiaľ jednoduchého pozorovania voľným okom. Nakaya vniesol do tejto kratochvíle najnovšie vybavenie a vedecké techniky dvadsiateho storočia. Preniesol sa cez fyzickú štruktúru vločky a sústredil sa na vznik a tvorbu vločiek.
Symbolika Snehových Vločiek
Z kultúrneho hľadiska nachádzame symbol vločky už v starobylom kmeni Keltov. Keltská snehová vločka je skutočným umeleckým dielom. Zauzlená vločka symbolizuje kruh života alebo život všeobecne. Archeológovia uvádzajú, že trojitý uzol sa prvýkrát objavuje ako pohanský znak. Časom bol integrovaný do kresťanstva ako symbol Svätej Trojice ranými írskymi kresťanmi v 4. storočí.
Snehové vločky môžu symbolizovať radosť, nevinnosť, pokoj, čistotu, život, jemnosť a jedinečnosť. Najsymbolickejším významom, ktorý využívajú aj mnohí umelci vo svojich dielach, je zmena alebo premenlivosť vločky. Vločka nikdy neumiera, len mení svoj tvar a integruje sa tak do ekosystému.
Snehové vločky majú v našej kultúre veľmi pozitívne konotácie.
- Krehkosť - Snehová vločka predstavuje dokonalý príklad krehkosti a pominuteľnosti. Jemné pristátie vločky na vašej ruke z nej spraví malé jazierko vody. Čím krehkejšie niečo je, tým viac sme opatrní a láskyplní.
- Pominuteľnosť - Pominuteľnosť môže byť dobrá aj zlá. Tak ako vločka, sme na tejto zemi len krátky čas, a tak by sme si ho mali užiť naplno. Tieto malé radostné chvíľky s vami ostanú navždy. Tak ako snehová vločka, nechávame sa unášať prúdom a hľadáme si svoje miesto na usadenie.
- Kúzla - Kto z nás nebol očarený tými krásnymi zábermi na krajinu pokrytú snehom? Kto z nás neverí v čaro kúzelného Mrázika? Sme obklopovaní toľkými krásami a úžasnými javmi. Zima môže byť dvojaká, môže vám ukázať svoju krutú chladnú tvár alebo radostnú hrejivú, ktorá stojí za to. Jedna z tých najkúzelnejších chvíľ zimy je pád prvej vločky z neba. Moment privítania zimy do nášho príbytku i nášho srdca.
- Individualita a jedinečnosti - Tak ako naše otlačky prstov sa každá snehová vločka líši od tej druhej. Aj keby ste hľadali celý život, nenájdete dve rovnaké vločky.
- Komplexnosť - Ako už dokázal Willson Bentley a po ňom aj mnohí vedci, štruktúrovanosť snehovej vločky je nesmierne komplexná. Ak si ju prehliadnete pod mikroskopom ako to urobil Bentley, spozorujete zložitú štruktúru a ucelenú prepletenosť. Môžeme to prirovnávať k samotnej komplexnosti života. Koniec koncov všetko v živote je zložité, dokonca aj taká malá bezvýznamná snehová vločka.
- Zmena - Snehová vločka sa v ekosystéme prírody neustále mení a transformuje. Nikdy už nestretnete tú istú vločku, neustále sa premieňa a vyvíja sa v novú a novú vločku. Kolobeh vody v prírode je nepretržitý. Čerstvá pokrývka snehu pokryje celú ulicu, tá sa počas dňa vďaka teplu roztopí a vyparí do ovzdušia. Snehová vločka sa utvorí okolo mikroskopických častí prachu alebo peľu v ovzduší. Vodná para z bývalej vločky pokryje kúsok prachu a vďaka chladnejšej klíme zamrzne a vytvorí malý kryštál ľadu. Tento malý kryštálik na oblohe je drobné semienko, z ktorého vyrastie nádherná snehová vločka. Počas pádu kryštálu na zem začína snehová vločka rásť a nabaľovať sa, čím vytvorí svoj charakteristický jedinečný tvar. Už to nie je tá istá vločka, má v sebe toľko nových skúseností.
- Nové začiatky - So zmenou úzko súvisia aj nové začiatky. Keď chcete začať novú kapitolu svojho života, nevybrali by ste si lepší symbol ako snežnú vločku. Premena, ktorú sneh prináša, môže byť druhou šancou na čerstvý začiatok. Podoba padajúcich snehových vločiek vzbudzuje kúzlo dobrého posolstva do života.
- Pokoj, mier a nádej - Snehové vločky sú symbolom, ktorý je úzko spätý s Vianocami, obdobím mieru a pokoja pre kresťanov. Kresťania vnímajú zasnežené Vianoce ako typické šťastné obdobie kedy je radosť a mier medzi nami. Snehová vločka má symbolizovať rodinu, lásku, pokoj, nádej a šťastie počas Vianočného obdobia. Ľudia si často zdobia stromček alebo ikebany falošným snehom.
- Radosť - Nostalgické chvíle radostných výkrikov a šuchotania kombinéz do zimy s vami ostanú naveky. Snehová vločka vám jednoznačne pripomenie detské chvíle nevinnosti a zábavy, ktorú si už teraz nedoprajete. Radosť a Vianoce idú vždy ruka v ruke. Je vždy náročné stretnúť celú rodinu za stolom, avšak Vianoce sú špeciálne. Počas Vianoc sme zasa všetci pokope.
Vločky v Umění a Designu
Motív snehovej vločky sa často objavuje v umení a designe. Šperk so snehovou vločkou je dokonalý spôsob, ako si pripomenúť krásny deň na svahu alebo radostné chvíle s rodinou počas Vianoc. Podľa toho, aký štýl šperku obdarovaná osoba preferuje, existuje množstvo klasických minimalistických kúskov ako sada strieborných šperkov snehová vločka alebo strieborná retiazka snehová vločka. V ponuke si môžete vybrať aj modernejšie kúsky s premysleným dizajnom ako napríklad zirkónový náhrdelník s modrým opálom alebo strieborný náhrdelník s rhódiovaným povrchom.