|
| ¤ Ako rastú kryštáliky |
 |
Ľadové kryštály môžu rásť dvoma spôsobmi priamym usadzovaním molekúl vodnej pary na zárodkoch alebo kryštáloch sublimáciou a zmrznutím prechladených kvapiek vody. Sublimácia sa v plnej miere uplatňuje pri viazaní molekúl vodnej pary priamo na kryštálikoch ľadu, čo umožňujú obzvlášť priaznivé podmienky v zmiešaných oblakoch. V nich prechádza vodná para z kvapky na kryštál, nad ktorým je menší tlak vodnej pary v stave nasýtenia ( naximálne možný tlad vodnej pary pri danej teplote vzduchu ). Rozdiel nasýtenej vodnej pary nad ľadom a prechladenou vodou záporný a dosahuje maximum ( - 0,269 hPa ) pri teplote - 12 °C. V dôsledku toho prebieha na kryštálikoch ľadu kondenzácia skôr a zároveň aj rýchlejšie ako na kvapkách vody. Ak teda vedľa seba existujú prechladené kvapky vody a kryštáliky ľadu, dochádza k vyparovaniu kvapiek a nasledovnému rastu ľadových kryštálikov sublimáciou na úkor vyparujúcich sa kvapiek vody. Tento prechod má dôležitú úlohu pri tvorbe zrážok.
Z fyzikálneho vyjadrenia vyplýva, že rast kryštálikov ľadu sublimáciou závisí predovšetkým od ich tvaru a je oveľa zložitejší ako rast kvapiek kondenzáciou. Významnú úlohu má pritom 5 doplňujúcich faktorov:
Rozdielny tlak nasýtenej vodnej pary nad rôznymi hranami toho istého ľadového kryštálu. Nad základňou malého, ale relatívne dlhého kryštálu, je napätie nasýtenia menšie ako nad bočnými stenami, v dôsledku čoho kryštálik rastie do dĺžky. Takýto rast stĺpika je výrazná pri malých vonkajších presýteniach, napr. pri nízkych teplotách vzduchu.
Rozdielny gradient tlaku vodnej pary. Na rozdiel od kvapky vody nepozorujeme okolo kryštálika ľadu sférických rozdelenie hustoty vodnej pary, ale v blízkosti hrán a rebier je gradient tlaku relatívne väčší. To spôsobuje zvýšený prísun vodnej pary do týchto miest, zosilnenú sublimáciu, a teda rýchlejší rast ľadu hrán a rebier. Rýchly rast ľadu na rebrách, obklopujúcich malú základňu, vytvára postupne mnohouholník s prázdnymi miestami. Po dosiahnutí určitej kritickej veľkosti hrán a rebier prestane kryštálik rásť týmto smerom a začne sa vetviť na rebrách v šiestich smeroch vo forme lúčov. K centru snehovej vločky bude prichádzať stále menej vodnej pary a budú vznikať veľké rozvtvené hviezdicové vločky snehu "dendrity".
Závislosť charakteristického rozmeru od tvaru kryštálika. Pri raste ľadových kryštálikov má význam ich počiatočný tvar a veľkosť, čo charakterizuje kapacita kryštálu vyjadrujúca rozmanitosť tvarov ľadových kryštálikov v prípade.
Ventilačný činiteľ. Ak narastajúca snehová vločka začne padať výraznou rýchlosťou, jej kontakt s presýtenou atmosférou sa zosilňuje a sublimácia sa zrýchľuje úmerne tzv. ventilačnému činiteľovi Y.
Rekondenzácia, t.j. rast ľadových kryštálikov prechladených kvapiek vody do vytvorenia veľkých snehových vločiek alebo sublimácia vodnej pary na kryštálikoch ľadu na úkor vyparujúcich sa kvapiek vody. Napríklad pri teplote -5 °C dosahuje rýchlosť rastu kryštálov v dôsledku rekondenzácie 0,7 µm/s. Najpriaznivejšie podmienky na rekondenzáciu sú v zmiešaných oblakoch, pričom najintenzívnejšie prebieha tento proces pri teplote okolo -12 °C, keď je rozdiel tlaku nasýtenej vodnej pary nad ľadom a prechladenou vodou maximálny. To vedie k tvorbe koloidálne nestáleho oblaku a vypadávaniu zrážok. Efekt ventilácie ešte rekondenzáciu zosilňuje.
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 napríklad pri padaní kryštálikov nerovnakou rýchlosťou, elektrostatickými silami či atmosféricou turbulenciou.
Na kryštáloch sa usadzujú drobnejšie oblačné častice kvapalného aj pevného skupenstva v závislosti od toho, akými vrstvami kryštál padá. Výsledkom sú zhluky kryštálov v tvare snehových vločiek, kryštály so zmrznutými kvapkami vody i kryštály obalené amorfnou vrstvou ľadu. Ak je pri zemskom povrchu záporná teplota, snehové vločky padajú na zem vo forme snehu alebo snohových ( ľadových ) krúpok. Ak sú v oblaku silné vertikálne prúdy vzduchu, kryštály obalené amorfnou vrstvou ľadu rastú do veľkých rozmerov (s priemerom 5 až 50 mm) a padajú na zemský povrch ako krúpy.
|
|
|
| |
|
|
