في حالة تساقط الثلوج العادي ، لا نعتقد أن ندفة الثلج العادية ، عند دراستها تحت المجهر ، يمكن أن تكون مشهدًا رائعًا وتذهلنا بصحة الأشكال وتعقيدها. يتكون تساقط الثلوج من هذا الجمال.
بالمناسبة ، الثلج نفسه ليس أبيض فقط. في المناطق القطبية والجبلية ، يكون الثلج الوردي أو الأحمر شائعًا. الحقيقة هي أن الطحالب التي تعيش بين بلوراتها تلون مناطق كاملة من الثلج. ولكن هناك حالات عندما تساقط الثلج من السماء ملون بالفعل - أزرق وأخضر ورمادي وأسود.
لذلك ، في يوم عيد الميلاد عام 1969 ، تساقط الثلج الأسود في السويد. على الأرجح ، حدث هذا بسبب حقيقة أنه خلال الخريف ، امتص الثلج السخام والتلوث الصناعي من الغلاف الجوي. على أي حال ، كشفت الاختبارات المعملية لعينات الهواء عن وجود مبيد حشري DDT في الثلج الأسود.
صُدم الرياضيات بشكل خاص من خلال "النقطة البيضاء الصغيرة" التي وجدها في منتصف ندفة الثلج ، كما لو كانت أثر ساق البوصلة ، والتي تم استخدامها لتحديد محيطها.
أوضح عالم الفلك العظيم يوهانس كيبلر في أطروحته "هدية رأس السنة الجديدة. حول رقاقات الثلج السداسية" شكل البلورات بإرادة الله. وصف العالم الياباني ناكايا أوكيشيرو الثلج بأنه "رسالة من السماء ، مكتوبة بالهيروغليفية السرية".
كان أول من أنشأ تصنيفًا لرقائق الثلج. تم تسمية متحف ندفة الثلج الوحيد في العالم ، الواقع في جزيرة هوكايدو ، باسم ناكايا.
رقاقات الثلج المعقدة على شكل نجمة لها شكل هندسي فريد يمكن تمييزه بصريًا. ووفقًا لعالم الفيزياء جون نيلسون John Nelson من جامعة Ritsumeikan (اليابانية) في كيوتو ، فإن هناك عددًا أكبر من المتغيرات لمثل هذه الأشكال أكثر من وجود ذرات في الكون المرئي.
خلال تساقط الثلوج في عام 1987 في فورت كو (مونتانا ، الولايات المتحدة الأمريكية) تم العثور على ندفة ثلجية - حامل الرقم القياسي العالمي بقطر 38 سم.
حقيقة أن ندفة ثلجية واحدة عديمة الوزن عمليًا ، يعرفها أي منا جيدًا: فقط ضع راحة يدك تحت الثلج المتساقط.
تزن ندفة الثلج العادية حوالي مليغرام (نادرًا جدًا 2-3 مليغرام) ، على الرغم من وجود استثناءات - سقطت أكبر رقاقات الثلج في 30 أبريل 1944 في موسكو. تم القبض عليهم في راحة اليد ، وغطوها بالكامل تقريبًا وشبهوا ريش النعام.
أكثر من نصف سكان العالم لم يروا الثلج قط ، باستثناء الصور.
تعطي طبقة من سنتيمتر واحد من الثلج المكدسة خلال فصل الشتاء 25-35 مترًا مكعبًا من الماء لكل هكتار واحد
تتكون رقاقات الثلج من 95٪ من الهواء ، مما ينتج عنه كثافة منخفضة وسرعة هبوط بطيئة نسبيًا (0.9 كم / ساعة).
يمكن أن يؤكل الثلج. صحيح أن استهلاك الطاقة لأكل الثلج أكبر بعدة مرات من محتواه من السعرات الحرارية.
ندفة الثلج هي واحدة من أروع الأمثلة على التنظيم الذاتي للمادة من البسيط إلى المعقد.
في أقصى الشمال ، يكون الثلج شديد الصلابة لدرجة أن الفأس ، عندما تضرب ، ترن مثل ضربها بالحديد.
تتنوع أشكال رقاقات الثلج بشكل غير عادي - فهناك أكثر من خمسة آلاف من أشكالها المختلفة. تم تطوير تصنيف دولي خاص ، حيث يتم دمج رقاقات الثلج في عشر فئات. هذه هي النجوم والألواح والأعمدة والإبر والبرد وبلورات تشبه الأشجار تشبه سيقان السرخس. تتراوح أبعاد معجزة الشتاء من 0.1 إلى 7 ملم.
صرير الثلج هو مجرد ضجيج من بلورات مسحوقة. بالطبع ، لا تستطيع الأذن البشرية إدراك صوت ندفة الثلج "المكسورة". لكن عددًا لا يحصى من البلورات المكسرة تخلق صريرًا مميزًا تمامًا. يتدفق الثلج فقط في الصقيع ، وتتغير نغمة الصرير اعتمادًا على درجة حرارة الهواء - فكلما كان الصقيع أقوى ، زادت نغمة الصرير. أجرى العلماء قياسات صوتية ووجدوا أن هناك حدًا أقصى لطيفًا وغير معبر عنه بشكل حاد في طيف صرير الثلج - في نطاق 250-400 هرتز و1000-1600 هرتز.
إن رقاقات الثلج التي تُرى تحت المجهر هي عمل يدوي خارق من الله. كل قطرة مطر متبلورة - وهذا ثلج - لها نمط منهجي معين بأصناف لا حصر لها - يظهر العديد منها في الشكل.
في تساقط الثلوج ، لا نعتقد أن ندفة الثلج العادية تحت المجهر هي مشهد جميل وتذهل بصحة وتعقيد شكلها. تشبه رقاقات الثلج ورود وزنابق وعجلات بستة أسنان. لقد صُدم بشكل خاص من "النقطة البيضاء الصغيرة" التي وجدها في منتصف ندفة الثلج ، كما لو كانت أثر ساق البوصلة ، والتي كانت تُستخدم لتحديد محيطها.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
تبدأ ندفة الثلج حياتها في سحابة عندما تتشكل بلورة جليدية حول بقعة صغيرة من الغبار. تتشكل بلورات الجليد على شكل مسدس. وبسبب هذا ، تتشكل معظم رقاقات الثلج على شكل نجمة سداسية.
كيف بالضبط هذه اللحظةتعتمد كيفية نمو ندفة الثلج على الظروف الحالية حول ندفة الثلج: الرطوبة ودرجة الحرارة والضغط وشكل ندفة الثلج. وحتى أصغر التغييرات في هذه المعلمات يمكن أن تغير مسار نمو ندفة الثلج.
الظروف تتغير باستمرار. واتضح أن ندفة الثلج تنمو بعد ذلك ، ثم تنمو أشعتها. في الطقس البارد والجاف ، تنمو رقاقات الثلج بشكل عام في الارتفاع وليس العرض ، ويتم الحصول على أعمدة سداسية ، وليس النجوم المنتشرة التي اعتدنا عليها.
دائمًا ما يرجع اتجاه نمو تغيرات ندفة الثلج إلى حقيقة أن بلورات الجليد سداسية. لا يمكن توصيل بلورتين بزاوية ، فهما دائمًا متصلان ببعضهما البعض بواسطة وجه. لذلك ، تنمو الأشعة دائمًا في ستة اتجاهات ، ولا يمكن أن ينحرف "فرع" عن الشعاع إلا بزاوية 60 أو 120 درجة.
نظرًا لأن كل ندفة ثلجية تعيش حياتها الخاصة والظروف الخارجية لكل منها على الأقل ضئيلة ، ولكنها مختلفة ، فإن كل رقاقات الثلج مختلفة. لا توجد رقاقات ثلجية متشابهة تمامًا - كل منها يمر بمجموعات مختلفة من الرطوبة والضغط ودرجة الحرارة.
كم مرة ، في خضم الصخب والضجيج المعتاد ، لا نلاحظ الجمال ، ولا نتفاجأ بالمعجزات الصغيرة القريبة جدًا. عليك فقط أن تمد يد المساعدة. وكان الصيف الحار الماضي حلما بالنسبة لنا.
يشتكي سائقو السيارات ، الذين يخرجون سيارتهم مرة أخرى ، من طقس ثلجي ، ويتذكر الرياضيون المتطرفون التزلج مع النسيم ، ويمرح الأطفال بفرح في الانجرافات الثلجية ، ويصنعون رجال ثلج ويمتطون التلال. يرى الأطفال معجزة حقيقية في الثلج ويفرحون بها من أعماق قلوبهم. لكن الثلج حقًا هو خلق فريد من نوعه للطبيعة!
لقد قدر العلماء أن كل متر مكعب من الثلج يحتوي على حوالي 350 مليون ندفة ثلجية ، والأكثر غرابة أن أيا منها لا يكرر الآخر. رقاقات الثلج ليست فريدة فحسب ، بل تتميز أيضًا بتصميم متناغم مثالي ، يمثل مثالًا رائعًا حقًا للتنظيم الذاتي للمادة من البسيط إلى المعقد.
كل منهم له شكل سداسي ، لا توجد رقاقات ثلجية خماسية (هذا اختراع للفنانين السوفييت). عالم رياضيات مشهور آخر من القرن السابع عشر. صُدم يوهانس كيبلر بنقطة صغيرة عثر عليها في وسط ندفة ثلجية ، كما لو كانت أثرًا من ساق البوصلة. كرس العالم أطروحة علمية كاملة "هدية رأس السنة الجديدة" لرقائق الثلج.
لقرون ، تمت دراسة رقاقات الثلج ، وعرضها تحت المجهر ، وتصويرها. كان العالم الياباني ناكايا أوكيشيرو أول من صنف رقاقات الثلج.
تنقسم كل بلورات الثلج إلى عدة مجموعات:
- السجلات
- أعمدة مع نصائح
- التشعبات النجمية
- الأعمدة
- التشعبات المكانية
- أشكال غير منتظمة
ما الذي يحدد شكل رقاقات الثلج؟ نظرًا لاختلاف نسبة الحرارة والرطوبة ، تكتسب نفس البلورات شكلًا مختلفًا ، ولكنها في نفس الوقت تحافظ على التناسق. هناك رقاقات ثلجية "مشلولة" - تلك التي سقطت في منطقة الاضطراب أثناء الرحلة وكسرت أو فقدت بعض فروعها.
تزن ندفة الثلج حوالي مليغرام ، رقاقات ثلجية كبيرة جدًا 2-3 ملغ. تم تسجيل أكبر رقاقات ثلجية في العالم في عام 1944 في 30 أبريل في موسكو. غطوا راحة أيديهم وبدا مثل ريش النعام.
ومع ذلك ، فإن بلايين من رقاقات الثلج ، كل منها من الناحية العملية عديمة الوزن ، يمكن أن تؤثر حتى على سرعة دوران الأرض. عادة ، خلال فصل الشتاء في نصف الكرة الشمالي ، تزداد كتلة الكرة الأرضية بأكملها بسبب الغطاء الثلجي بنحو 13500 مليار طن. الثلج الأبيض اللامع قادر على حرمان الأرض من الحرارة الشمسية ، حيث يعكس حوالي 90٪ من الطاقة الشمسية إلى الفضاء.
تتكون رقاقات الثلج من 95٪ من الهواء ، لذا فهي ذات كثافة منخفضة وسرعة سقوط بطيئة (حوالي 0.9 كم في الساعة). تخطي مرحلة المطر ، تتشكل رقاقات الثلج من البخار (لمعرفة هذه الحقيقة وحدها ، أنفق العلماء الأمريكيون 26400000 دولار).
أول شخص تمكن من تصوير رقاقات الثلج ، وهو مزارع من الولايات المتحدة ، ويلسون بنتلي ، نشر في عام 1931 ألبومًا به هذه الصور الفريدة (2500 صورة في المجموع). كيف يتم تصوير رقاقات الثلج؟ لالتقاط معجزة الطبيعة هذه ، من الضروري وضع رقاقات الثلج ليس على زجاج مجهر (ثم تفقد حدودها الجميلة حتى في البرد) ، ولكن على شبكة حرير رقيقة ، مثل نسيج العنكبوت ، وعندها فقط يمكن تصويرها بالكامل مجدها ، والشبكة تم تنميقها لاحقًا.
يوجد في اليابان ، في جزيرة هوكايدو ، متحف لندفة الثلج - المتحف الوحيد في العالم الذي يحمل اسم ناكايا أوكيشيرو.
إن معرفة حقائق مذهلة عن رقاقات الثلج ، ليس فقط الأطفال ، ولكن أيضًا الكبار سيكونون قادرين على النظر إلى هذه الظاهرة الرائعة بعيون مختلفة تمامًا. علاوة على ذلك ، يجب أن يقدر الروس هذه الفرصة ، لأنه وفقًا للإحصاءات ، أكثر من نصف سكان العالم لم يروا الثلج في حياتهم ، ويمكننا أن نفرح به ونفكر فيه كل يوم. 🙂
إذا لم يكن لديك ثلج في الوقت الحالي أو لا ترغب في مغادرة المنزل ، يمكنك صنع رقاقات ثلجية جميلة من الورق. وسيخبرك الفيديو التعليمي لسفيتلانا بوبروفسكايا بكيفية القيام بذلك بشكل صحيح.
كل شيء عن الثلج: حقائق مثيرة للاهتمام حول رقاقات الثلج
4.8 (96 ٪) 20 الأصواتمنذ عدة قرون ، استخدمت القبائل التي تسكن أراضي بلدنا الثلج ليس للمتعة ، ولكن لتشكيل رجل ثلج لتقديم الآلهة القديمة وإرضائها. تتغير الأوقات والعادات ، لكن الثلج لا يزال بنفس لون الثلج الأبيض وغامض بعض الشيء. سنخبرك بالحقائق الأكثر إثارة للاهتمام حول الثلج والثلج.
نجوم الجليد
رقاقات الثلج هي في الواقع بلورات جليدية صغيرة تتشكل من بخار الماء الذي يتجمد في الغلاف الجوي. يعتمد حجم رقاقات الثلج على عدد بلورات الجليد الملتصقة معًا. تتكون كل "علامة نجمية" من حوالي 200 بلورة ثلجية. رقاقات الثلج لها ستة جوانب.
لا يوجد دليل علمي على أنه لا يوجد اثنان متشابهان. في المتوسط ، تتساقط رقاقات الثلج من السماء بسرعة 5 - 6 كم في الساعة. يتكون حوالي 80٪ من المياه العذبة في العالم من الجليد والثلج. يجب أن تكون درجة حرارة الثلج 32 درجة على الأقل.
وهو ليس أبيض ...
إنه ليس أبيض حقًا. يبدو أبيض بسبب قدرة الضوء على الانعكاس عن بلورات الجليد. لا تبدو بيضاء دائمًا. بعد كل شيء ، يستخدم الفحم على نطاق واسع في العالم ، وغبار الفحم في الهواء. تمتصه الغيوم ، وبعد ذلك ، بسبب الهواء الملوث ، يصبح لون الثلج رماديًا.
يأتي اللون الأحمر من الطحالب المحاصرة في البلورات. الطحالب حمراء اللون وتوجد في الغالب في جبال روكي الكندية.
يعكس الثلج في القطبين الشمالي والجنوبي الحرارة في الفضاء مثل المرآة التي تعكس الشمس.
تساقط ثلوج كثيفة من ريح شديدةوالرؤية المحدودة تسمى العواصف الثلجية. المليارات من رقاقات الثلج تتساقط في كل عاصفة ثلجية. عندما يتوقع خبراء الأرصاد حدوث عاصفة ثلجية ، يشتري الناس المزيد من الكعك والحلويات والبسكويت أكثر من أي طعام آخر.
كان أكبر تساقط للثلوج خلال فترة 24 ساعة هو 193 سم في سيلفر ليك في كولورادو في عام 1921.
النشاط الأكثر شعبية للأطفال هو بناء رجل ثلج. تم بناء أكبر تمثال للثلج في مقاطعة هيلونغجيانغ في الصين في عام 2008. كان طولها 200 متر وارتفاعها 35 مترًا. تم بناؤه بواسطة 600 نحات من 40 دولة.
طريق في الثلج
يعتبر مسار Wapusk أطول طريق شتوي في كتاب الأرقام القياسية العالمية (يعمل فقط خلال أشهر الشتاء). يبلغ طوله 751 كم ويربط بين جيلام مونيتوبا وبيوانوك أونتاريو في كندا. يُغلق الطريق في نهاية شهر مارس عندما يصبح الطقس أكثر دفئًا.
تتوفر الأنشطة في فصل الشتاء فقط مثل معارك كرة الثلج أو بناء قلعة ثلجية. هذا هو أكثر الأوقات متعة في العام ، بما فيها من إجازات ومرح.
الثلج عبارة عن شخصيات كبيرة بشكل لا يصدق تدهش خيالنا. من أجل أن تتبلور ندفة ثلجية واحدة من بخار الماء ، هناك حاجة إلى مليون قطرة ماء. وفي فصل الشتاء فقط ، في المتوسط ، يسقط على الأرض واحد سبتليون من رقاقات الثلج. septillion هو تريليون تريليون وهو رقم به 24 صفراً بعد واحد. حاول الآن معرفة عدد قطرات الماء بضرب سيبتيليون في مليون ...
الثلج يتطاير ودوامات لأن رقاقات الثلج تكاد تكون عديمة الوزن. ولا عجب: بعد كل شيء ، هم فقط 5٪ ماء. لذلك ، في الطقس الهادئ ، لا تتجاوز سرعة تساقط رقاقات الثلج التي تزن 1 مليغرام 0.9 كم / ساعة. ولكن مع الأعداد المذهلة من رقاقات الثلج ، هذه خفة واضحة. يكفي أن نقول إن 1 سم فقط من الغطاء الثلجي لكل هكتار من المساحة يمكن أن ينتج من 25 إلى 35 مترًا مكعبًا من المياه.
إن بياض الثلج ، الذي غنى به لعدة قرون ، هو نتيجة لمحتوى الهواء في رقاقات الثلج بنسبة 95٪. ينتشر الضوء من أسطح لا حصر لها من بلورات الجليد ، وهي عبارة عن رقاقات ثلجية ، في جميع الاتجاهات ، بغض النظر عن الطول الموجي للطيف. بشكل عام ، يلعب الثلج دورًا كبيرًا في التنظيم الحراري لمناخ الأرض: فهو يعكس ما يصل إلى 90٪ من أشعة الشمس. مع بداية تساقط الثلوج وظهور الأسطح المغطاة بالثلوج ، بدأ الغلاف الجوي الأرضي للأرض القديمة ، الذي تسخنه البراكين ، في البرودة حتى يبرد. مثال رائع من الفن. هل تريد أن تعرف كيف يبدو كوكب بدون ثلج؟ ألق نظرة على كوكب الزهرة ...
ولكن من الناحية المثالية ، يمكن طلاء الثلج الأبيض بأي لون ، اعتمادًا على المكون الموجود في قطرات الماء: الغبار ، الرمل ، الطحالب ، إلخ. يحكي تاريخ البشرية ، من السجلات إلى مقاطع الفيديو على YouTube ، عن ثلج من مجموعة متنوعة من الألوان. يمكنك أن تتخيل رعب السويسريين عندما تساقط الثلج الأسود على رؤوسهم بالضبط في يوم عيد الميلاد عام 1969! في مكان ما في المرتفعات ، يكمن الثلج الوردي الملون بالطحالب التي تتغذى على ديدان الجليد. ورائحة هذا الثلج مثل… البطيخ!
إذا لم تكن قد شاهدت الثلج فحسب ، بل تجولت خلاله أيضًا ، فيمكنك اعتبارك محظوظًا: معظم سكان العالم لم يروا الثلج يعيش من قبل. بالمناسبة ، هل لاحظت أنه كلما كان الصقيع أقوى ، كلما ارتفع صوت صرير الثلج تحت قدميك؟ هذا الصرير هو أزمة كسر إبر الجليد على رقاقات الثلج. عند درجات حرارة أقل من -6 درجات ، يوجد مكون عالي التردد في طيف هذه الأزمة. ما هو مثير للاهتمام: تنبعث رقاقات الثلج أيضًا أصواتًا عالية التردد عندما تسقط ببساطة في الماء. هذا "الغناء" غير مسموع للأذن البشرية ، ولكن وفقًا للعلماء ، لا تستطيع الأسماك تحمله.
يمكن لكل شخص كرس حياته لدراسة رقاقات الثلج أن يعتبر أنه لم يعشها عبثًا. الأول ، بالمناسبة ، لم يكن عالِمًا ، بل مصورًا محترفًا ، الأمريكي ويلسون بنتلي. كانت رقاقات الثلج تهتم به عندما كان مراهقًا. لكن لم يكن لدى بنتلي وقت لرسمها: فقد ذابت رقاقات الثلج بسرعة حتى في درجات حرارة دون الصفر. لحسن الحظ ، ظهرت الكاميرات بالفعل بحلول هذا الوقت. بعد الكثير من التجارب ، التقطت أول صورة ندفة الثلج على المخمل الأسود في 15 يناير 1885. خلال حياته ، التقط بنتلي أكثر من 5 آلاف صورة من هذا القبيل ، مع العالم بيركنز ، لأول مرة أعلن أنه لا توجد رقاقات ثلجية متماثلة ، وحصل بجدارة على لقب Snowflake (Snowflake).
كان بنتلي وبيركنز على حق. لا يمكن التنبؤ بعملية تبلور قطرات الماء ، وبالتالي لا توجد رقاقات ثلجية بنفس النمط. يثبت بعض الفيزيائيين ، الذين اشتقوا الصيغ المعقدة ، أن عدد المتغيرات لأشكال ندفة الثلج يتجاوز عدد الذرات في الجزء من الكون الذي يلاحظه الإنسان! أحجامها تختلف أيضا. متوسط قطر ندفة الثلج لا يزيد عن 5 مم. لكن في 28 يناير 1987 ، في فورت كوي (مونتانا ، الولايات المتحدة الأمريكية) ، أثناء تساقط الثلوج ، اكتشف أحد ورثة حالة بنتلي ، دون مبالغة ، ندفة ثلجية عملاقة بحجم 38 مم!
تسأل: "لماذا ندرس رقاقات الثلج؟ هل يعقل؟" بعد كل شيء ، مرت أربعة قرون منذ أن اعتقد يوهانس كيبلر في أطروحته "حول رقاقات الثلج السداسية" أن عجائب الطبيعة هي هندسة صلبة. يأكل.
هناك العديد من الفجوات في نظرية البلورة ، التي تم استكمالها بشكل كبير بدراسة رقاقات الثلج. على سبيل المثال ، يعرف العلماء مدى اعتماد نمو ندفة الثلج على درجة الحرارة ورطوبة الهواء والظروف الخارجية الأخرى. لكنهم لم يتمكنوا من شرح ذلك. في الوقت الراهن.
لكن رقاقات الثلج كنوع من هطول الأمطار الصلبة مدرجة في تصنيف اللجنة الدولية للثلج والجليد. اتضح أن بلورات الثلج يمكن أن تكون على شكل ألواح ، وأعمدة بسيطة على شكل نجمة ، وأعمدة ذات طرف ، وإبر ، وتشعبات مكانية ، وحتى أشكال غير منتظمة. يحدث هذا الأخير عندما تتجمد قطرة ماء لتتساقط ندفة ثلجية "صغيرة".
لكن في اليابان ، رقاقات الثلج ليست صحيحة فحسب ، بل إنها مميزة أيضًا. هذا هو ، اليابانية. المزاح جانباً: في الجزر اليابانية ، لا يزال هناك شك في أن الثلج المحلي ليس كما هو في البلدان الأخرى. ما النكات هناك! في أوائل الثمانينيات ، جاء إلى الحكومة بتقييد استيراد معدات التزلج بحجة حماية الشركة المصنعة المحلية. في مكان ما في اليابان السنة الجديدةلا يزال بإمكانك سماع الأغنية عن البطل الياباني الذي لن يتمكن أبدًا من ركوب الثلج الياباني على الزلاجات المستوردة ...