Jak powstaje śnieg i dlaczego jest biały?

Śnieg – co to jest?

Śnieg, to nic innego, jak opad atmosferyczny w postaci kryształków lodu w kształcie sześcioramiennych gwiazd, które znamy jako płatki śniegu.

Skąd się bierze śnieg i płatki śniegu?

Do powstania śniegu konieczne jest spełnienie dwóch warunków. Jednym z nich jest odpowiednio niska temperatura w atmosferze, musi ona wynosić 0 lub mniej stopni Celsjusza – umożliwia to tworzenie się cząsteczek lodu w chmurze w procesie resublimacji. Choć temperatura umożliwiająca zamarzanie jest konieczna w atmosferze, to warto powiedzieć, że dodatnia temperatura przy gruncie nie wyklucza szansy wystąpienia opadów śniegu. Natomiast będzie ona powodować topnienie płatków śniegu, nim dotrą do ziemi, co automatycznie sprawia, że na ziemi nie powstanie pokrywa śnieżna.

Temperatura może być za wysoka, żeby wystąpiły opady śniegu, ale niemożliwe jest, by była zbyt niska. Śnieg może powstać nawet w temperaturach sięgających kilkadziesiąt stopni poniżej zera, o ile powietrze będzie odpowiednio wilgotne. Największe opady śniegu występują, gdy przy ziemi znajduje się stosunkowo ciepłe powietrze, ok. -9 stopni Celsjusza, lub cieplejsze, a to dlatego, że cieplejsze powietrze może zawierać w sobie więcej wilgoci (pary wodnej).

Kolejnym wymogiem do powstania śniegu jest wyżej wspomniana wilgotność powietrza. W bardzo zimnych obszarach o niskiej wilgotności śnieg występuje bardzo rzadko. Jednym z takich obszarów są Suche Doliny McMurdo na Antarktydzie, niska wilgotność i silne wiatry skutkują brakiem pokrywy lodowej – jest to zimna pustynia.

Gdy temperatura powietrza jest niska, a przy tym powietrze jest odpowiednio wilgotne, proces powstawania śniegu może się rozpocząć. W chmurze zachodzi skraplanie pary wodnej (kondensacja), powstałe kropelki wody zbierają się wokół cząsteczek w atmosferze, jak pyłki, czy kurz. Gdy chmura zaczyna się wznosić do chłodniejszych warstw atmosfery, lub gdy do chmury napłynie masa jeszcze zimniejszego powietrza, kropelki wody w chmurze zaczynają zamarzać formując drobne kryształki lodu. Powstałe cząstki lodu zaczynają zderzać się ze sobą wewnątrz chmury, przez co łączą się ze sobą tworząc coraz większe kryształki lodu, które znamy jako płatki śniegu.

Dlaczego płatki śniegu mają gwiaździsty kształt?

Sześciokątny kształt płatków śniegu to skutek tego w jaki sposób cząsteczki wody łącza się ze sobą. Kiedy cząsteczki wody zamarzają i łączą się ze sobą, tworzą one sześciokąt z sześciu cząsteczek. 

Dalszy rozwój płatków śniegu zależy od temperatury w atmosferze. W początkowej fazie powstawania płatków śniegu mają one ten sam kształt sześcianu foremnego, ale z czasem rozrastają się i zyskują unikalne kształty. Badania wskazują, że im wyższa wilgotność powietrza tym kształt płatków śniegu jest bardziej złożony, przy niżej wilgotności jest on prostszy.

Dlaczego śnieg jest biały, a nie różowy?

Właściwie śnieg nie jest biały, a przezroczysty. Żeby wyjaśnić, dlaczego nasze oczy postrzegają śnieg, jako biały trzeba powiedzieć o tym, że każdy obiekt odbija, ale i pochłania w różnym stopniu fale elektromagnetyczne, które w niego trafiają – odbite fale dostają się do naszego oka, co sprawia, że widzimy różne kolory.

Gdy światło trafia w śnieg, większość fal elektromagnetycznych nie zostaje pochłonięta, tylko zostaje równomiernie odbita w różnych kierunkach przez malutkie kryształki lodu, z których stworzony jest śnieg. Z racji tego, że wszystkie fale odbite są w jednakowym stopniu przez lód światło pozostaje białe dla naszego oka.

Czy śnieg jest potrzebny?

Śnieg jest istotnym elementem klimatu na Ziemi. Pokrywa śnieżna pomaga regulować temperaturę powierzchni Ziemi, a woda z topniejącego śniegu napełnia rzeki i zbiorniki wodne w wielu regionach świata. Ponadto śnieg pomaga roślinom i zwierzętom przetrwać w czasie zimy, a to dzięki temu, że pokrywa śnieżna chroni je w czasie zimy przed niskimi temperaturami.