Cope de neu
.jpg)
Un cope de neu és un sol cristal de gèl lo suficientment gran com per a caure a través de l'atmòsfera terrestre en forma de neu.[1][2] A pesar d'estar feta de gèl transparent, la neu sembla blanca, lo que es deu a que moltes de les chicotetes facetes cristalines dels copos de neu dispersen la llum del sol entre elles.[3]
Cada cope comença formant-se al voltant d'una partícula diminuta, cridada núcleu, que acumula gotes d'aigua, les quals es congelen i formen llentament un cristal. Les formes complexes sorgixen a mida que el cope es desplaça per les distintes zones de temperatura i humitat de l'atmòsfera i possiblement es combina en atres copos de neu. Per esta raó, els copos de neu solen tindre un aspecte molt diferent entre sí. No obstant, poden classificar-se en huit grans categories i a lo manco 80 variants individuals. Les formes principals dels cristals de gèl, a partir de les quals poden produir-se combinacions són: l'agulla, columna, placa i cencellada.
Formació
[editar | editar còdic].jpg)
Els copos de neu es formen al voltant de partícules minerals o orgàniques en masses d'aire saturades d'humitat i en temperatures baix zero. Es formen per acreció neta als cristals inicials en formacions hexagonals. Les forces de cohesió són principalment electrostàtiques.
Núcleu
[editar | editar còdic]En núvols més càlits, una partícula d'aerosol o «núcleu de gèl» deu estar present en la gota (o en contacte en ella) per a actuar com a núcleu. Les partícules que formen els núcleus de gèl són molt rares en comparació als núcleus sobre els que es formen les gotes de núvols líquits; no obstant, no s'entén qué les fa eficaços. Les argila, la pols del desert i les partícules biològiques poden ser eficaces,[4] encara que no està clar en quina mida. Els núcleus artificials inclouen partícules de yodur d'argent i gèl sec, que s'utilisen per a estimular la precipitació en la formació de núvols.[5] Els experiments demostren que la nucleación «homogénea» de gotes de núvols només es produïx a temperatures inferiors a -35 °C.[6]
Creiximent
[editar | editar còdic]
Una volta que una gota d'aigua s'ha congelat com a núcleu de gèl, creix en un entorn sobresaturado, en el que la humitat líquida coexistix en el gèl més allà del seu punt d'equilibri a temperatures baix zero, posteriorment, la gota creix per deposición de les molècules d'aigua de l'aire (vapor) sobre la superfície del cristal de gèl, a on s'arrepleguen. Com les gotes d'aigua són molt més numeroses que els cristals de gèl per la seua gran abundància, els cristals són capaços de créixer fins a centenars de micrómetros o milímetros de tamany a costa de les gotes d'aigua, este procés es coneix com procés Wegener-Bergeron-Findeisen.
La corresponent disminució del vapor d'aigua provoca l'evaporament de les gotes, lo que significa que els cristals de gèl creixen a costa de les gotes. Estos grans cristals són una font eficaç de precipitacions, ya que cauen a través de l'atmòsfera per la seua massa, poden chocar i pegar-se formant arracades o agregats. Estos agregats solen ser el tipo de partícula de gèl que cau al sol.[7]
El récort Guinness dels copos de neu agrupats més grans del món és el que es va registrar en giner de 1887 en Fort Keogh (Montana) en un esgambi de 38 cm, fòra del ranc normalment documentat de copos de neu agrupats de tres o quatre polzades d'esgambi. S'han observat cristals únics del tamany d'una moneda de dèu centaus (17,91 milímetros de diàmetro)[2] Els copos de neu encapsulados en la cencellada formen boles conegudes com graupel.
Apariència
[editar | editar còdic]Color
[editar | editar còdic]
Encara que el gèl per sí mateixa és transparent, la neu sol semblar de color blanc per la reflexió difusa de tot l'espectre lluminós per la dispersió de la llum per les chicotetes facetes cristalines dels copos de neu que la componen.[3]
Forma
[editar | editar còdic]La forma del cope de neu ve determinada en gran mida per la temperatura i la humitat a la que es forma.[7] En rares ocasions i a una temperatura d'uns -2 °C, els copos de neu poden formar-se en una simetria triple: copos de neu triangulars.[8] La majoria de les partícules de neu tenen forma irregular, a pesar de que li les sol descriure com a simètriques. És poc provable que hi haja dos copos de neu iguals per les aproximadament 1019 molècules d'aigua que componen un cope de neu típic,[9] que creixen a diferents velocitats i en diferents patrons depenent dels canvis de temperatura i humitat en l'atmòsfera en la que cau el cope de neu en el seu camí cap al sol.[10] S'han cultivat en condicions controlades copos de neu d'aspecte idèntic, pero que poden variar a nivell molecular.[11]
Encara que els copos de neu mai són perfectament simètrics, el creiximent d'un cope de neu no agregat sol aproximar-se a la simetria radial séxtuple, derivada de l'estructura cristalina hexagonal del gèl.[12]En esta fase, el cope de neu té la forma d'un diminut hexàgon. Els sis "braços" del cope de neu o dendritas, creixen llavors de forma independent des de cada una dels cantons de l'hexàgon, mentres que cada costat de cada braç creix de forma independent.
El microentorno en el que creix el cope de neu canvia dinàmicament a mida que el cope cau a través del núvol, els menuts canvis de temperatura i humitat afecten a la forma en que les molècules d'aigua s'adherixen al cope de neu. Ya que el microentorno i els seus canvis són pràcticament idèntics al voltant del cope de neu, cada braç tendix a créixer casi de la mateixa manera, no obstant, estar en el mateix microentorno no garantisa que cada braç creixca igual; de fet, per a algunes formes cristalines no és aixina perque el mecanisme de creiximent cristalí subjacent també afecta a la rapidea en la que creix cada regió superficial d'un cristal.[13]
Els estudis empírics sugerixen que menys del 0,1% dels copos de neu presenten la forma séxtuple simètrica ideal.[14] Molt ocasionalment s'observen dotze copos de neu ramificats, que mantenen la simetria séxtuple.[15]
Classificació
[editar | editar còdic]
Els copos de neu es formen en una àmplia varietat de formes intrincadas, lo que du a la noció de que "no hi ha dos iguals". Encara que s'han fabricat copos de neu casi idèntics en laboratori, és molt improvable trobar-los en la naturalea.[17][9][18][19] Els primers intents de trobar copos de neu idèntics fotografiant mils d'ells en un microscopi a partir de 1885 per Wilson Alwyn Bentley varen trobar la gran varietat de copos de neu que coneixem hui en dia.
Ukichiro Nakaya va desenrollar un diagrama de morfologia cristalina, relacionant la forma dels cristals en les condicions de temperatura i humitat en les que es varen formar i que es resumix en la següent taula:[20]
| Ranc de temperatura | Ranc de saturació (g/m3) | Tipos de cristal de neu per davall de la saturació | Tipos de cristal de neu per damunt de la saturació |
|---|---|---|---|
| 0 °C fins a −3,5 °C | 0,0 fins a 0,5 | Plaques sòlides. | Plaques primes. Dendritas. |
| −3,5 °C fins a −10 °C | 0,5 fins a 1,2 | Prismes sòlits. Prismes buits. | Prismes buits. Agulles. |
| −10 °C fins a −22 °C | 1,2 fins a 1,2 | Plaques fines. Plaques sòlides. | Plaques sectorizadas. Dendritas. |
| −22 °C fins a −40 °C | 0,0 fins a 0,4 | Plaques fines. Plaques sòlides. | Columnes. Prismes. |
La forma d'un cope de neu ve determinada principalment per la temperatura i la humitat a les que es forma.[7] La congelació de l'aire fins a -3 °C favorix la formació de cristals plans i prims, per una atra part, en aire més fret, fins a -8 °C els cristals es formen com a columnes huecas, prismes o agulles, en condicions més fredes de -22 °C tornen a tindre forma de placa, a sovint en traces ramificats o dendríticos i a temperatures inferiors a -22 °C, els cristals adquirixen forma de placa o de columna, segons el grau de saturació. Tal i com va descobrir Nakaya, la forma també depén de si la humitat predominant està per damunt o per baix de la saturació. Les formes per baix de la llínea de saturació tendixen més a ser sòlides i compactes. Els cristals que es formen en aire sobresaturado tendixen més a ser d'encaix, delicats i ornamentados. També es formen molts patrons de creiximent més complexos, com a plans laterals, rosetes de bala i també tipos planars, depenent de les condicions i dels núcleus de gèl.[21][22][23] Si un cristal ha començat a formar-se en un règim de creiximent en columna, a uns -5 °C i després cau en el règim més càlit de creiximent en placa, llavors broten cristals en placa o dendríticos en l'extrem de la columna, produint les cridades "columnes tapades".[7]
Magono i Lee varen idear una classificació dels cristals de neu recent formats que inclou 80 formes distintes. Es classifiquen en les següents categories principals, en els seus símbol:[24]
- Agulla de cristal (N): Subdividida en agulles simples i combinades.
- Cristal columnar (C): Subdividido en simple i combinació de columnes.
- Cristal pla (P): Subdividido en cristal regular en un sol pla, cristal pla en extensions, cristal en número irregular de branques, cristal en 12 branques, cristal malformado, conjunt radiant de branques planes.
- Combinació de cristals columnars i plans (CP): Subdividida en columna en cristal pla en abdós extrems, bala en cristals plans, cristal pla en extensions espacials en els extrems.
- Cristal columnar en plans laterals estesos (S): subdividido en plans laterals, plans laterals escalares, combinació de plans laterals, bales i columnes.
- Cristal en vora (R): Subdividido en cristal en vora, cristal en vora densa, cristal graupelado, graupel.
- Cristal de neu irregular (I): Subdividido en partícula de gèl, partícula en vora, peça trencada d'un cristal, varis.
- Germen de cristal de neu (G): Subdividido en columna diminuta, germen de forma esquelètica, placa hexagonal diminuta, cristal estelar diminut, conjunt de plaques diminut, germen irregular.
Varen documentar cada u d'ells en micrografías.[25]
La Classificació Internacional de la Neu Estacional en el Sol descriu la classificació dels cristals de neu, una volta depositats en el sol, que inclouen la forma i el tamany del gra. El sistema també caracterisa el mant de neu, a mida que els cristals individuals es metamorfosean i coalescen.[26]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Clarendon Press.
- ↑ 2,0 2,1 Giant Snowflakes as Big as Frisbees? Could Be.
- ↑ 3,0 3,1 Lawson, Jennifer E. (2001). «Chapter 5: The Colors of Light», Hands-on Science: Light, Physical Science (matter) (en anglés), Portage & Main Press, p. 39. ISBN 978-1-894110-63-1.
- ↑ “Ubiquity of Biological Isse Nucleators in Snowfall” . Science 319 (5867). doi:. PMID 18309078. Bibcode: 2008Sci...319.1214C.
- ↑ «Meteorology Glossary: Cloud seeding» (en anglés). American Meteorological Society.
- ↑ Basil (1971). Physics of Clouds (en anglés), Clarendon. ISBN 978-0-19-851603-3.
- ↑ 7,0 7,1 7,2 7,3 Klesius. “The Mystery of Snowflakes”. National Geographic (revista) 211 (1). ISSN 0027-9358.
- ↑ Libbrecht, Kenneth G.. «Guide to Snowflakes» (en anglés). Califòrnia Institute of Technology.
- ↑ 9,0 9,1 Roach (13 de febrer 2007). “"No Two Snowflakes the Same" Likely True, Research Reveals”. National Geographic Society#Atres publicacions.
- ↑ “Snowflake Science” (2004–2005). American Educator.
- ↑ Meet the scientist who makes identical snowflakes.
- ↑ Nelson, Jon (15 de març de 2011). «The Six-fold Nature of Snow» (en anglés). The Story of Snow.
- ↑ Nelson, Jon (17 de març de 2005). «Branch Growth and Sidebranching in Snow Crystals» (en anglés). Story of Snow.
- ↑ Bohannon, John (10 d'abril de 2013). «ScienceShot: The True Shape of Snowflakes» (en anglés). ScienceNOW. Associació Nortamericana per a l'Alvanç de la Ciència.
- ↑ “Symmetry of Snow Crystals” . Nature 198 (4885): 1080–1081. doi:. Bibcode: 1963Natur.198.1080S.
- ↑ Warren, Israel Perkins. Snowflakes: a chapter from the book of nature (en anglés), Boston (Massachusetts): American Tract Society, pp. 164.
- ↑ Libbrecht. «Identical-Twin Snowflakes» (en anglés).
- ↑ Nelson (26 de setembre de 2008). “Origin of diversity in falling snow”. Atmospheric Chemistry and Physics 8 (18): 5669–5682. doi:. Bibcode: 2008ACP.....8.5669N.
- ↑ “Snowflake Science” (2004–2005). American Educator.
- ↑ (2011) Encyclopedia of Snow, Isse and Glaciers (en anglés), Springer Science+Business Mija, pp. 1253. ISBN 978-90-481-2641-5.
- ↑ Bailey. “Growth rates and habits of isse crystals between −20 and −70C”. Journal of the Atmospheric Sciences 61 (5): 514–544. doi:. Bibcode: 2004JAtS...61..514B.
- ↑ Kenneth G. Libbrecht. «A Snowflake Primer» (en anglés). Institut Tecnològic de Califòrnia.
- ↑ Libbrecht. “The Formation of Snow Crystals”. American Scientist 95 (1): 52–59. doi:.
- ↑ “Meteorological Classification of Natural Snow Crystals” (anglés) . Journal of the Faculty of Science 3 (4): 321–335.
- ↑ Microphysics of Clouds and Precipitation (en anglés), Springer Science & Business Mija, pp. 43. ISBN 978-0-306-48100-0.
- ↑ «The International Classification for Seasonal Snow on the Ground».UNESCO.83
- 80.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Copo de nieve» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.