Šta niste znali o snijegu

Prognoze za padanje snijega sve su točnije te se i dalje popravljaju, no snijeg ostaje jedan od najtežih vremenskih izazova za meteorologe. Jedan od razloga je i taj što su postaje za motrenje (meteorološke postaje) prerijetke da bi dale točniju prognozu količine snijega. Zatim, vrlo je tanka temperaturna granica između oborine u obliku snijega i kiše (često i desetinke stupnja Celzija). Ako temperatura zraka bude samo malo viša od prognozirane, padat će kiša i prognoza je fulana i obrnuto. No, sve su to draži, ali i frustracije kroz koje prolaze prognostičari

Padavinama ili oborinama zovu se oblici kondenzirane ili sublimirane vodene pare u zraku koji padaju na Zemljinu površinu ili nastaju na samom tlu (rosa, mraz, inje).

Od padavina dobivaju svoju potrebnu vodu čovjek, životinje i biljke pa padavine imaju važnu ulogu u izgledu i društvenom značenju Zemljina prostora. Uzrok nenaseljenosti nekih područja svijeta upravo je nedostatak padavina (pustinje).

Izračunato je da debljina sloja padavina koje padnu u toku jedne godine na Zemlju iznosi prosječno oko 1000 mm. Iz te opće količine na kopno padne oko 670mm, a na oceane oko 1140 mm. Međutim u raspodjeli količina padavina na Zemlji dolazi do izrazitih nejednakosti i to na relativno malim udaljenostima.

Godišnja količina padavina na Zemlji varira između 0mm do više od 13 000 mm. Izlučena voda koja pada na površinu Zemlje razlikuje se po obliku, po ukupnoj količini, po jačini i vremenu spuštanju na tlo.
Padavine koje se stvaraju na Zemljinoj površini jesu rosa, mraz, inje i poledica, a iz oblaka padaju kiša, snijeg i tuča.

ROSA nastaje brzim ohlađivanjem tla i predmeta na njemu. Vodena para iz zraka neposredno iznad tla kondenzira se, pa se na tlu i izloženom predmetima nakupe sitne kapljice vode, rose. Pri tome temperatura rosišta mora biti iznad 0°C.

MRAZ nastaje u istim uvjetima kao i rosa ako je rosište ispod 0°C. Tada se vodena para sublimira pa se na tlu i predmetima stvaraju ledeni kristali vode. Mraz je štetan za biljke jer mogu promrznuti zbog niskih temperatura.

INJE nastaje za hladnih maglovitih i vjetrovitih dana kada se pothlađene kapljive vode hvataju po predmetima pri čemu se odmah zaleđuju. Pothlađene kapljice su kapljice vode koje ostaju u tekućem stanju, iako su ohlađene ispod 0°C. Takav fenomen pripisuje se napetosti vodene površine i poznato je da pothlađene kapljice mogu ostati u tekućem stanju i pri temperaturi od -40°C. Međutim, čim takve kapljice dodirnu neki čvrsti predmet (ili jedna drugu), odmah se zalede. Tako se na stranama okrenutim vjetru nagomilavaju kristali leda kao bijeli slojevi. Inje je štetna pojava kad se toliko nahvata po granama i grančicama da se lome pod njegovom težinom.

POLEDICA se javlja u hladnijem dijelu godine kad na Zemljinu podlogu, ohlađenu ispod 0°C, padaju pothlađene kapljice kiše koje se odmah zalede. One tada stvore homogeni sloj leda debeo i po nekoliko milimetara. Jaka poledica osobito je opasna u cestovnom prometu. Poledica se u narodu običava zvati LEDENA KIŠA.

Ledena kiša spada među najopasnije vremenske pojave jer može izazvati strahovit probleme. Ledena kiša je znak temperaturne inverzije u zraku, kada je u donjem sloju troposfere uz tlo vrlo hladno (ispod 0°C), a iznad struji topli zrak. Oborina koja iz oblaka često pada kao snijeg prolazi kroz sloj toplog zraka, tu se snijeg otapa i pretvara u kišu. Zatim kapljice kiše ulaze u sloj hladnog zraka i kapljice postaju pothlađene, te se lede u dodiru s tlom. Poznati su ekstremni slučajeve kada je ova pojava ledom okovala čitave regije, pa led debeo nekoliko centimetara ili više, pod svojim velikim teretom, ruši stabla, dalekovode i stupove.

KIŠA je glavni izvor vode na Zemljinoj površini. Zbog svojih veoma malih dimenzija vodene kapljice oblaka mogu neko vrijeme lebdjeti u zraku. Spajanjem (koagulacijom) sitnih kapljica nastaju u oblacima krupnije kapi koje otežaju i spuštaju prema Zemlji. Sam proces stvaranja kapljica je dosta kompliciran. Vodena para prelazi u tekuće stanje kada je njena zasićenost dosegla 100%. Međutim u oblaku zasićenost je daleko iznad 100%, a sam proces kondenzacije neusporedivo «teže» bi počeo da nema tzv. kondenzacijskih jezgri.

Radi se o sitnim česticama prašine ili soli koje vjetar ponese u zrak prilikom razbijanja valova o obalu. Prisutnost takvih čestica omogućuje proces kondenzacije i na stupnju zasićenosti vodene pare i ispod 100%.
Za obilnih kiša iz oblaka vrlo je značajna prisutnost sitnih ledenih kristala koji se sublimiranjem i spajanjem s pothlađenim kapljicama povećavaju i postaju veliki kristali leda, brzo se na dnu oblaka otapaju i spuštaju se na tlo kao kiša (pljusak).

TUČA (grad, krupa) su ledena zrnca koja nastaju u olujnim oblacima velikih vertikalnih dimenzija kad naglo uzlazne i vrtložne struje nose pothlađene kapljice koje se u dodiru sa zrncima leda brzo zalede u zrno tuče. Zrno tuče sve više raste dok zbog svoje težine ne počne padati na zemlju. Zrna tuče obično su veličine graška, ali veoma rijetko i veličine kokošjeg jajeta.

Tuča je neobično štetna prirodna pojava, osobito za poljoprivredu.
Danas se koriste razne metode obrane od tuče. U drugoj polovici dvadesetog stoljeća osobito su bile popularne protugradne rakete koje bi se ispaljivale u olujne oblake. Rakete su bile napunjene kemijskim spojevima koji bi se u oblacima ponašali kao kondenzacijske jezgre, pa bi nastao veći broj manjih zrnaca tuče, samim time bi se šteta smanjila. Ipak, nema pouzdanih dokaza o uspješnosti ove zastarjele metode koja se uglavnom još koristi u nekoliko istočnoeuropskih zemalja.

Efikasnija, ali znatno skuplja metoda je «oprašivanja oblaka» specijaliziranim avionima. Važno je istaknuti da je ipak, najsigurniji način otklanjanja štete nastale zbog tuče i drugih prirodnih pojava osiguranje poljoprivrednih površina, u čemu bi i kod nas, država morala imati mnogo aktivniju ulogu nego danas.

SNIJEG
Snježni kristali pri nastajanju poprimaju oblik šesterokuta, tj. heksagonalni oblik, no kako se čini svaki od tih kristalića je različit. Temperatura i vlažnost pri kojima nastaju kristali čimbenici su koji odlučuju o osnovnom obliku buduće pahuljice. Donja slika prikazuje vrste kristala koje nastaju na određenim temperaturama zraka.


Tijekom padanja iz oblaka prema tlu ti kristalići se međusobno sudaraju, spajaju, razbijaju, djelomično tope ili spajaju s kišnim kapima pa to sve utječe na konačan oblik snježne pahuljice. Iz tog razloga je snijeg koji pada najčešće nepravilnog oblika. Ponekad se pomiješa i nekoliko vrsta kristala.

Npr. šuplji štapići koji nastaju u zraku hladnijem od -6 Celzijevih stupnjeva (21 stupanj Fahrenheita) mogu se djelomično ili potpuno pretvoriti u tanke pločice u slučaju da padaju kroz sloj zraka koji je topliji od -6°C. Iako većina ljudi snijeg zamišlja kao pravilnu pahuljicu kao što je na gornjoj slici ona zadnja zdesna, snježna pahuljica je zapravo sačinjena od mnogo kristalića koji su se međusobno slijepili.

Snježni kristali poprimaju heksagonalni oblik zbog toga što se dva atoma vodika iz jedne molekule vode spajaju s drugim atomima vodika ostalih molekula vode i tako dalje.

Nepoznato o poznatom….

Koliko velike mogu biti snježne pahuljice?

Snježne pahuljice su nakupine snježnih (ledenih) kristala. Većina pahuljica ima promjer oko 1 cm. No, pod određenim okolnostima mogu nastati i pahulje veće od 5 cm u promjeru. Za to su potrebne temperature zraka oko nule, lagani vjetar i nestabilna atmosfera uz konvekciju. Ne postoje službena mjerenja veličine snježnih pahuljica, a neke neslužbene dojave javljaju o puhuljama koje su imale i nevjerojatnih 30-ak cm u promjeru!

Zašto je snijeg bijele boje?
Vidljiva sunčeva svjetlost je bijele boje. Većina tvari u prirodi upijaju (apsorbiraju) dio sunčeve svjetlosti koja im daje njihovu boju. Snijeg, međutim, odbija (reflektira) većinu sunčevog svjetla. Složena struktura snježnih kristala rezultira time da snijeg ima bezbroj malih površinica s kojih se sunčeva svjetlost uspješno odbija (poput bezbroj malih zrcala). Ono malo svjetla što se ipak uspije upiti upija se ravnomjerno u vidljivom dijelu spektra što rezultira time da snijeg dobija bijelu boju.

Što uzrokuje plavu boju koju ponekad poprimaju snijeg i led?
Općenito, snijeg i led nam se čine ravnomjerno bijeli. Razlog tomu je što se velik dio svjetlosti odbije od površine snijega i leda. Dio svjetlosti ipak prođe i prenosi se kroz snijeg. Kako svjetlost putuje kroz snijeg/led ledeni ju kristali raspršuju. Da bi svjetlost proputovala duži put kroz led, mora «izdržati» to raspršivanje i ne biti upijena. Promatrač vidi svjetlost koja se raspršila i odbila od površinskih slojeva leda samo nekoliko puta pa se ona tada čini bijelom.

No, upija se više crvene svjetlosti nego plave. Ne mnogo više, ali dovoljno da s određene udaljenosti, npr. metar ili više, fotoni koji izranjaju iz leda imaju više plave svjetlosti nego crvene. Tipični primjer je kad se u snijegu izdubi rupa i pogleda u nju da se vidi plava boja koja se obično povezuje i vidi u raspuklinama ledenjaka. Plava svjetlost posljedica je relativno dugog puta svjetlosti kroz snijeg ili led. Jednostavnije rečeno, snijeg/led možemo zamisliti kao filter. Ako je debeo samo jedan centimetar sva svjetlost prođe kroz njega, a ako je debeo npr. jedan metar samo plava svjetlost prođe kroz njega.

Može li snijeg padati kad je prehladno?
Može. 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.

Postaje li snijeg mekši što je niža temperatura zraka?
Ne. Najmekši snijeg (snijeg s najmanje gustoće) pada pri temperaturama zraka oko -10 Celzijevih stupnjeva uz slab vjetar. Kad postane hladnije od -16°C struktura snježnih kristala se mijenja i oni postaju sve manji te pri taloženju između njih ostaje manje zraka što snježni pokrivač čini gušćim (tvrđim).

Vrijedi li formula da 1 cm snijega nakon otapanja daje 1 litru vode po kvadratnom metru?
Udio vode u snijegu je složen. Iako za snijeg koji pada pri oko 0°C, kao i za snijeg koji pada praćen jakim vjetrom, u prosjeku vrijedi gornja formula, taj razmjer se ne može uzeti kao pravilo. 1 cm svježeg snijega po metru kvadratnom može sadržavati i samo 0,1 litru pa čak i 4 litre vode, ovisno o strukturi kristala, brzini vjetra pri kojoj snijeg pada, temperaturi zraka i drugim čimbenicima.

Zašto je snijeg dobar izolator?
Svjež netaknut snijeg sadrži veliki postotak zraka zarobljenog između ledenih kristalića. Kako se taj zrak ne može micati prijenos topline je gotovo onemogućen. Jednostavnije, ako imate prozor s jednim staklom, zimi će vam biti hladnije nego da imate prozor s dva stakla. Snježni pokrivač se može zamisliti kao prozor s jako mnogo stakala. Između svakog stakla zrak stoji i ako je s jedne strane prozora jako hladno, ta hladnoća neće prodrijeti na drugu stranu prozora. Svježe napadali snijeg sadrži i do 95% zarobljenog zraka.

Je li snijeg jestiv?
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.

Zašto je snijeg hladniji u dubljim slojevima?
Snijeg ne mora biti hladniji tamo gdje je dublji. Temperatura površine snijega ovisi o temperaturi zraka iznad njegove površine. Što je niža temperatura zraka niža je i temperatura površine snijega. U dubljem snijegu snijeg je sve topliji kako se ide prema tlu jer je bliži toplini koju čuva tlo. Tlo je toplo od energije koju je upilo tijekom ljeta i koju sad polako ispušta u snijeg koji je dobar izolator. Zamislite da je vaša kuća tlo, a krov granica tla i snijega koji se nalazi na tlu (iznad krova). Toplina iz kuće polako kroz krov zahvaća i prve slojeve snijega uz tlo.

Zašto snijeg nije posvuda jednake dubine?
Na lokalnoj razini, dakle na malim udaljenostima kao što su dvije susjedne kuće ili susjedna mjesta presudnu ulogu za nejednaku dubinu snijega ima jačina vjetra tijekom i nakon padanja snijega kao i konfiguracija terena (izloženost vjetru, suncu, itd.). Na regionalnoj ili državnoj razini razlozi su drukčiji. U nekim dijelovima države ili regije je palo i količinski manje snijega, a negdje nije uopće morao padati, ovisno o putanji snježnih oblaka i klimi regije.

Zašto se više ledenih siga stvara na južnim stranama krovova?
Sige se stvaraju kao posljedica uzastopnog topljenja i smrzavanja. Na sjevernoj strani krova danju je zbog nedostatka sunca otapanje slabije ili ga uopće nema. Na južnoj strani krova zbog topline sunčeve svjetlosti danju će se snijeg otapati, a noću smrznuti i tako stvoriti sige. Ako su uvjeti povoljni i ovaj proces se ponavlja više puta, ledene sige mogu narasti vrlo dugačke, čak i po nekoliko metara.

Zašto prognostičari imaju problema s prognoziranjem snijega?
Prognoze za padanje snijega sve su točnije te se i dalje popravljaju, no snijeg ostaje jedan od najtežih vremenskih izazova za meteorologe. Jedan od razloga je i taj što su postaje za motrenje (meteorološke postaje) prerijetke da bi dale točniju prognozu količine snijega. Zatim, vrlo je tanka temperaturna granica između oborine u obliku snijega i kiše (često i desetinke stupnja Celzija). Ako temperatura zraka bude samo malo viša od prognozirane, padat će kiša i prognoza je fulana i obrnuto. No, sve su to draži, ali i frustracije kroz koje prolaze prognostičari.

Može li sniježiti i grmjeti istovremeno?
Da, iako se grmljavina zimi pojavljuje puno rjeđe nego ljeti. U nas u prosjeku jedan dan godišnje pada snijeg i grmi.
Kad pada snijeg, češće grmi u obalnom području nego u unutrašnjosti.

Zašto snijeg škripi (pucketa) kad hodamo po njemu?
Snijeg je sastavljen od ledenih kristala heksagonalnog oblika. Jedna pahuljica može imati više spojenih kristala. Između kristala i pahuljica nalaze se praznine ispunjene zrakom. Kad snijeg padne na tlo zrak ostaje zarobljen između ledenih kristala. Vjerojatno ste primijetili kad stanete na netaknuti snijeg da se on skupi, stlači. Zrak biva izguran iz snijega i ostanu samo kristali, mogli bismo reći da ostane samo snijeg. Zvuk koji se čuje kad gazimo po netaknutom snijegu dolazi od loma ledenih kristala kroz koje onda izlazi zrak. Pokušajte napraviti pokus s kockicama leda. Kad ih razbijete i one će proizvesti zvuk loma – pucketanje.

Također, za sunčanog dana površina snijega se može otopiti. Ako temperatura opet padne, otopljeni sloj se smrzne i pretvori se u tanki sloj leda. Ako nagazite na njega, slomit ćete ledenu koru i proizvest ćete opet sličan zvuk loma. Zvuk ovisi o temperaturi, ali i o strukturi snijega. Što je snijeg na tlu stariji, to je ledeniji.

Je li snijeg mineral?
Snijeg je kristal smrznute vode, dakle – led. Definicija minerala je : Mineral je prirodno nastala anorganska homogena krutina definiranog kemijskog sastava i posloženog rasporeda atoma.

Temeljeno na toj definiciji može se reći da je led mineral. Ima definiranu kemijsku strukturu (dva atoma vodika i jedan kisika), prirodnog je postanka na temperaturama ispod 0°C. Homogen je (od jednog materijala), anorganski i ima definiran i posložen raspored atoma. * Izvor: Betsy Sheffield

Može li sniježiti na temperaturama iznad 0°C?
Ponekad u prognozi čujemo da će temperatura biti iznad nule, a da će padati snijeg.

Kako je to moguće? Temperature zraka trebaju biti oko ili ispod nula stepeni da bi snijeg nastao. No, događa se da su temperature u sloju atmosfere gdje snijeg nastaje dovoljno niske, niže nego na površini tla.

Tada je moguće da snijeg pada, iako je temperatura zraka iznad 0°C. Takav snijeg uglavnom je vlažan i topi se u dodiru s tlom.

Druga mogućnost je da je prije početka padanja snijega toplije, a snijeg donosi sa sobom hladniji zrak.

Takav snijeg zadržava se na tlu.