Zăpadă

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Notă despre dezambiguizare.svg Dezambiguizare - Dacă sunteți în căutarea altor semnificații, consultați Snow (dezambiguizare) .
Un cristal de zăpadă detectat într-un microscop electronic de scanare în interiorul unui fulg de zăpadă. În fundal puteți vedea alte cristale suprapuse și orientate în funcție de diferite planuri

Zăpada , în meteorologie , este un tip de precipitație atmosferică sub formă de apă înghețată cristalină , formată dintr-o multitudine de mici cristale de gheață , toate având o simetrie hexagonală de bază și adesea și o geometrie fractală , dar fiecare de un tip diferit și adesea grupate împreună la întâmplare pentru a forma fulgi de zăpadă. Deoarece este alcătuit din părți brute mici, este un material granular . Are o structură deschisă și, prin urmare, este moale, cu excepția cazului în care este supus unei presiuni externe. Disciplina care studiază caracteristicile fizico-chimice ale zăpezii în raport cu mediul este știința zăpezii.

Descriere

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Fulgi de zăpadă (Meteorologie) .

Formare

Viața unui cristal de zăpadă începe în atmosferă . Aceasta conține adesea umiditate , dată de vapori de apă , adică de molecule de apă sub formă de gaz suspendat în aer . Dacă temperatura scade, moleculele se condensează (adică ajung la starea lichidă, formând picături mici) în jurul particulelor numite nuclee de condensare (săruri, polen sau praf prezente în atmosferă ), care au un diametru mediu de aproximativ 1 μm . Dacă temperatura aerului este sub 0 ° C, se pot forma mici cristale de gheață în loc de apă lichidă. Pentru ca acest lucru să se întâmple , sunt necesare miezuri de îngheț , similare cu miezurile de condensare. Nu toate particulele care acționează ca miezuri de condensare pot fi și miezuri de îngheț; pe măsură ce temperatura aerului scade, numărul acestora crește și formarea, prin îngheț , a cristalelor de gheață devine mult mai ușoară. Dimensiunea și masa cristalelor de gheață cresc și acestea încep să fie afectate mai sensibil de forța gravitațională , începând să cadă.

Forma finală a cristalului de zăpadă depinde de o serie de variabile, cum ar fi temperatura, rata de cădere și umiditatea aerului întâlnit. Rata la care crește masa cristalului depinde de temperatură: cristalele care trec printr-o atmosferă mai rece sunt mai mici decât cele trecute printr-o atmosferă mai caldă. În plus, o atmosferă mai caldă poate menține mai multă umiditate, rezultând în zăpadă mai abundentă. Odată ce cristalul de zăpadă a căzut la pământ, acesta suferă o serie de transformări (metamorfisme) care îi modifică forma inițială și caracteristicile fizice. Transformarea zăpezii depinde de temperatura din interiorul pachetului de zăpadă (legat de temperatura aerului) și de conținutul de apă al zăpezii (care depinde de originea sa). Metamorfismul modifică densitatea pachetului de zăpadă, care poate varia de la un minim de 50 la un maxim de 200 kg / m³ imediat după o ninsoare. La rândul său, densitatea zăpezii afectează stabilitatea și compactitatea pachetului de zăpadă în sine și, prin urmare, siguranța mediului.

Geometrie

Diferite geometrii ale cristalelor de zăpadă

O întrebare interesantă este de ce brațele cristalelor de zăpadă care formează fulgii sunt perfect simetrice și în același timp nu există două cristale de zăpadă identice. Răspunsul constă în condițiile de mediu diferite pe care le suferă două cristale diferite plasate la o anumită distanță una de cealaltă în timpul procesului de formare, creștere și cădere sau în faptul că distanța „între” cristalele de zăpadă este mult mai mare decât cea „din interior „același cristal de zăpadă.

Având în vedere simetria hexagonală inițială a structurii comune a cristalului de gheață (care derivă direct din structura moleculară a apei ), brațele cristalelor de zăpadă cresc independent într-un mediu despre care se crede că este spațial și temporal foarte variabil în termeni de temperatură , umiditate și așa pe ... Se crede că acest mediu este relativ omogen în spațiul unui singur fulg și acest lucru face ca brațele să crească foarte uniform și simetric, răspunzând în mod egal la un mediu egal, deoarece copacii fără legătură răspund la schimbările de mediu prin creșterea unor seturi similare de inele în trunchi. . Chiar și cea mai mică diferență de mediu în ceea ce privește temperatura și, mai presus de toate, umiditatea aerului pe scări spațiale mai mari decât cele ale unui singur cristal de zăpadă duce la lipsa de egalitate observată între formele a două sau mai multe cristale diferite.

Un alt fapt care contribuie la creșterea convingerii teoriei inexistenței a două cristale identice de zăpadă este faptul că fiecare fulg este compus din miliarde de molecule de apă și diferitele combinații posibile de fulgi care se pot forma din aceste miliarde de molecule creează un număr incredibil de mare de cristale de zăpadă diferite.

Desigur, conceptul că două cristale de zăpadă nu pot fi la fel este o hiperbolă teoretică. De fapt, este perfect posibil, chiar dacă este puțin probabil, ca două cristale să poată fi identice, atâta timp cât condițiile de mediu sunt aproape identice: dacă cristalele cresc suficient de aproape una de alta sau chiar prin pură întâmplare. Societatea Meteorologică Americană a raportat că două cristale identice au fost găsite de Nancy Knight de la Centrul Național pentru Cercetări Atmosferice la 1 noiembrie 1986 [1] . Cristalele nu erau „fulgi” dendritici în sensul comun, ci mai degrabă simple plăci hexagonale prismatice.

Precipitare

Ninsoare

Zăpada se formează în atmosfera superioară atunci când vaporii de apă , la o temperatură sub 5 ° C , înghețează în jurul așa-numiților germeni cristalini, trecând de la starea gazoasă la cea solidă, formând cristale de gheață care încep să cadă spre sol atunci când greutatea lor depășește împingerea contra flotabilității în aer și ajunge la sol fără a se contopi. Acest lucru se întâmplă atunci când temperatura solului este în general mai mică de 2 ° C (în condiții de umiditate scăzută este posibil să existe fulgi pe sol chiar și la temperaturi ușor mai ridicate) și în straturile intermediare nu există temperaturi peste 0 ° C unde zăpada se poate topi și să devină lapoviță sau ploaie .

Cu toate acestea, în prezența unuia sau mai multora dintre următorii factori:

  • precipitații violente,
  • mișcări verticale violente,
  • umiditate scăzută,
  • aer extrem de rece la mare altitudine,

zăpada poate cădea, chiar dacă pentru perioade scurte, cu temperaturi pozitive de peste 2 ° C (dacă aerul din straturile inferioare este suficient de uscat, zăpada poate ajunge la sol chiar și cu temperaturi destul de ridicate, uneori chiar 5 sau 6 ° C ). Dacă temperatura o permite, este posibil să se producă zăpadă artificială cu tunuri speciale, care creează însă granule mici mai asemănătoare cu zăpada rotundă decât cu zăpada propriu-zisă.

Videoclip cu ninsoare

În general, prin urmare, pentru apariția fenomenului de zăpadă, nu numai câmpul termic de pe sol contează, ci și cel al straturilor atmosferice dintre nor și sol: de fapt, zăpada poate să nu cadă la temperaturile menționate mai sus în prezența precipitațiilor sau a apei sub formă de ploaie chiar și la temperaturi sub zero ale solului: aceasta se întâmplă uneori când există o puternică inversiune termică caracterizată prin straturi superioare ale atmosferei la o temperatură pozitivă în interiorul căreia cristalele și fulgii se topesc și se transformă în lichid apă; când această apă sub formă de ploaie ajunge la sol, aceasta îngheță aproape instantaneu în contact cu solul înghețat, ducând la formarea gelicidului foarte periculos.

În mod similar, chiar și o homotermă verticală prelungită, cu o temperatură constantă chiar peste zero, defavorizează căderea zăpezii prin topirea fulgilor care cad. Chiar și nivelurile ridicate de umiditate relativă, cu temperaturi la sol chiar peste zero, împiedică căderea zăpezii pe pământ, deoarece crește conductivitatea termică a aerului, ceea ce face ca cristalele de gheață care se încadrează să se topească mai repede. În acest sens, precipitațiile pot începe adesea sub formă de zăpadă și apoi se pot transforma în ploi tocmai datorită creșterii umidității relative pe sol ca urmare a topirii zăpezii în sine, în ciuda absorbției căldurii latente în timpul acestei tranziții a starea fizică. Alteori se întâmplă opusul: precipitațiile pot începe sub formă de ploaie și apoi se pot transforma în zăpadă atunci când temperatura scade datorită precipitațiilor sau inversarea / stratul homotermal se dizolvă datorită adăugării de aer rece la altitudine mare.

Culoarea zăpezii

Ninsoare, sat medieval Sasso Pisano

Pentru ochiul nostru zăpada pare albă , chiar dacă este compusă din gheață cristalină transparentă ca apa . Pare alb deoarece fiecare rază de lumină care trece printr-un cristal de zăpadă este ușor reflectată; astfel, de la cristal la cristal, lumina continuă să fie reflectată și deviată până când reapare într-o direcție aleatorie ( reflecție difuză ). Astfel, raza de lumină care ajunge la ochi este o sumă a întregii lumini care este emisă în acea direcție și este compusă din suma tuturor culorilor spectrului , deoarece cristalele de gheață nu absorb nicio culoare. În acest fel, toate culorile inițiale ajung în ochii noștri și, prin urmare, percepem culoarea albă care este suma.

În plus, deoarece aproape toată lumina care intră este returnată, stratul de zăpadă pare adesea orbitor. Același fenomen apare și în cazul oricărui praf care nu absoarbe prea multă lumină: un drum praf de praf apare albicios, dar dacă plouă devine întuneric.

În zăpada din sudul Europei, o ușoară nuanță roz poate fi uneori văzută pe cer sau între straturi în zăpada căzută: este nisipul care vine odată cu vântul din Sahara .

Folosiți ca simbol

Cristal de zăpadă stilizat

Simbolul cristalului de zăpadă, numit și fulg de zăpadă, este adesea asociat cu conceptul de iarnă, gheață, zăpadă sau temperaturi sub-înghețate. De exemplu, anvelopele de iarnă au acest simbol.

Un cristal de zăpadă stilizat a fost, de asemenea, folosit ca simbol al Jocurilor Olimpice de iarnă de la Salt Lake City , Utah. [2]

Trei simboluri diferite de cristal de zăpadă sunt codificate în standardul Unicode :

  • fulg de zăpadă U + 2744 ();
  • fulg de zăpadă trifoliat strâns U + 2745 ( );
  • fulg de zăpadă cu chevron greu U + 2746 ( ).

Apariția zăpezii

Zăpadă de primăvară în Apenini

Ninsorile pot varia ca durată și poziție geografică, în funcție de unii factori geografici precum latitudine , altitudine , orografie și alții care afectează vremea în general.

De obicei, ninsorile la altitudine mică sunt rare în regiunile sub 35 ° latitudine și pe coastele vestice ale marilor continente, fiind mai expuse la vânturile de vest tipice latitudinilor medii și, în acest caz, venind din ocean, mai calde decât continentul în timpul iarna.

Zonele cele mai predispuse la zăpadă la latitudini medii sunt zonele muntoase din perioada de iarnă , dar episoadele cu zăpadă pot apărea și pe dealuri și câmpii, în special în corespondență cu valurile reci , în timp ce devine o apariție obișnuită la toate altitudinile, crescând de la latitudine spre poli .

Unele vârfuri de munte au o acoperire de zăpadă perenă, cum ar fi cele din Himalaya și Asia Centrală peste 5.000 de metri, cele andine de la 3000-5000 m în sus, cei mai înalți munți din Canada și Alaska și cei alpini de la 3.000 de metri în sus și munții Kilimanjaro , Ruwenzori și Muntele Kenya în Africa și Puncak Jaya în Indonezia , deși acestea sunt aproape de Ecuator . Pe de altă parte, multe zone polare au precipitații foarte puține și, prin urmare, relativ puțină zăpadă, în ciuda climatului înghețat.

La latitudini medii, precipitațiile de zăpadă de primăvară și toamnă sunt deosebit de abundente la altitudini medii-mari, în timp ce frecvența și intensitatea tind să scadă odată cu creșterea frigului datorită scăderii umidității absolute .

Zăpadă în jurul lumii

Apariție mondială de ninsoare. Adâncimea zăpezii se referă la nivelul mării (metri) ::

     Mai puțin de 500, în fiecare an

     Mai puțin de 500, în fiecare an, dar nu pe întreg teritoriul.

     Mai puțin de 500, ocazional. Peste 500, în fiecare an

     Peste 500, în fiecare an

     Mai mult de 2.000 pe an.

     Orice cota: niciuna.

Tipuri de ninsoare

Furtuna din 5 februarie 2012; Romagna de Vest
  • Înălțime largă : este cea mai comună și constă din fulgi de zăpadă medii și mari și apare cu temperaturi de la 0 ° C în sus și cu niveluri de umiditate mediu-ridicate. Viteza de cădere, în absența mișcărilor convective verticale, este afectată de dimensiunea fulgilor.
  • O clapetă mică: este o formă de ninsoare sub formă de fulgi mici care apare la temperaturi scăzute (câteva grade sub zero) și niveluri scăzute de umiditate. Rata căderii este mai mare decât în ​​cazul zăpezii cu vârfuri largi și de multe ori duce la ninsori abundente. Deseori dă naștere la acumulări de zăpadă uscată și pudră pe sol.
  • Zăpadă de ploaie : expresie tipică din sud pentru a indica o zăpadă cu fulgi mari și foarte densă care apare de obicei la temperaturi moderat ridicate (2 grade sau 3). Rata căderii este mai mare decât la grindină.
  • Zăpadă rotundă : fulgi de zăpadă care, traversând un strat al atmosferei la o temperatură ușor pozitivă, se extind infinit asupra lor sau cristalele își pierd vârfurile, rotunjindu-și marginile și luând astfel o formă mai sferică.
  • Gragnola : zăpadă foarte fină și ușoară, care este formată din cristale de zăpadă înconjurate individual de un strat transparent de gheață similar în multe moduri cu grindina ; în general, cade la temperaturi cu câteva grade peste zero și cu instabilitate atmosferică puternică , adică cu aer rece la altitudine mare și curenți de convecție accentuate.
Zăpadă în Florența
  • Lapoviță : Căderea fulgilor parțial topiți în ploaie , care de obicei nu lasă o acumulare substanțială, ci doar câteva urme de zăpadă umedă.
  • Viscol sau viscol : Furtună intensă de zăpadă adesea însoțită de vânt, cum ar fi viscolul .
  • Furtună de zăpadă
  • Viscol
  • Lapoviță : cădere slabă de fulgi mici.
  • Praful de diamant : este o precipitație cu zăpadă, în general nu foarte abundentă, sub formă de cristale de gheață foarte fine care nu sunt agregate între ele, care apare în prezența temperaturilor foarte scăzute și a nivelurilor scăzute de umiditate sau se formează prin înghețarea directă a vapori de apă, nu neapărat în nor, ci și în straturile atmosferice inferioare. Este tipic pentru stepele siberiene în corespondență cu izbucniri puternice de aer polar rece.
  • Suflantă de zăpadă: nu este de fapt o precipitație, ci o furtună puternică de vânt, care ridică zăpada deja căzută la pământ în vârtejuri similare cu o furtună reală.

În cele din urmă, la acestea se adaugă așa-numita zăpadă chimică care se formează ocazional în prezența unei poluări atmosferice puternice în combinație cu temperaturi sub zero și umiditate ridicată.

Nevona este o ninsoare deosebit de intensă, care acoperă totul [3] .

Efecte la sol

Ninsoare în America de Nord

Zăpada se poate acumula cu ușurință pe sol dacă temperaturile sunt suficient de scăzute (nu mai mult de 1 ° C) și / sau dacă ninsoarea este deosebit de intensă: de obicei, ca referință, un milimetru de apă topită corespunde imediat unui centimetru de zăpadă proaspătă. după ninsori (puțin mai puțin dacă zăpada este uscată și cu fulgi mici), cu punga de zăpadă care apoi tinde să se așeze sub propria greutate (cu cât este mai groasă și mai umedă) și eventual topirea. Grosimea mantalei poate ajunge la câțiva metri, așa cum se întâmplă în cele mai înzăpezite zone din lume și cu acumulări de durată pe tot parcursul iernii în munți.

Tipuri de zăpadă pe sol

Odată căzută la pământ, zăpada tinde să se compacteze sub propria greutate într-o măsură mai mare și mai rapidă, cu cât este mai gros și mai umed învelișul de zăpadă și cu atât este mai mare posibil topirea, putând suferi alte procese în raport cu condițiile de mediu. Zăpada la sol poate fi clasificată după cum urmează:

Cristal de zăpadă la microscopul optic
  • Zugrăvit : zăpadă ușoară cade, suficient cât să acopere pământul inegal.
  • Ușor și praf : când tocmai a căzut dacă este sub zero și cu umiditate redusă a aerului.
  • Greu : Când temperatura depășește înghețul, zăpada devine umedă și puțin mai grea.
  • Mare și greu : dacă sunteți peste zero, fulgii se reunesc în grupuri mai mari și pe sol zăpada devine foarte grea și ușor de ambalat, cea mai bună pentru a face bulgări de zăpadă.
  • Congelat : când temperatura scade ulterior sub zero, zăpada îngheață și capătă consistența pulberii amestecate cu gheață, slab umedă și, prin urmare, dificil de ambalat și inutilizabilă pentru construcții sau bulgări de zăpadă; acesta este cazul, de exemplu, al zăpezii înghețate fără crustă.
  • Transformat : pasajele succesive deasupra și sub zero fac ca zăpada să devină foarte compactă, aproape ca pe versanți, adesea chiar și cu crusta înghețată, iar acesta este tipul de zăpadă care se găsește uneori primăvara.
  • Cu crustă : vântul și umiditatea asociată acestuia și / sau pasajele ulterioare deasupra și sub îngheț formează o crustă foarte rigidă și groasă deasupra zăpezii praf, mai puțin groasă pe zăpada mai moale. Acest strat înghețat este adesea asociat cu sticla .

Un ultim tip de zăpadă la sol este zăpada artificială , care se obține prin tehnici de zăpadă artificială .

De la zăpadă la gheață

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Snowfield și Glacier .
Ghețarul alpin

Zăpada acumulată pe sol poate urma două căi: se topește în perioadele cele mai fierbinți, cum ar fi primăvara și vara sau rămâne așa dacă temperaturile rămân în mod constant sub îngheț. În acest caz, care are loc peste așa-numita limită a zăpezii perene, adică începând de la o anumită altitudine în sus, care variază în funcție de latitudine , zăpada începe să urmeze un ciclu de transformare care o va transforma în gheață grație procesului de metamorfism a cristalelor și a greutății zăpezii de deasupra, expulzând aerul conținut în interstiții și treptat autocompactat ( ardere ). Gheața astfel formată începând cu anul 5 formează ghețarul . Acoperirile de zăpadă perene împreună cu gheața perene fac parte din așa-numita criosferă .

Efect Albedo

Zăpada de pe sol creează și așa - numitul efect albedo, adică reflectă în cea mai mare parte radiația solară incidentă , contrastând astfel absorbția acesteia de către sol; acest fapt combinat cu căldura de topire absorbită de zăpadă în timpul topirii eventuale favorizează o încălzire termică mai mică a stratului atmosferic în contact cu acesta, rezultând că zonele acoperite cu zăpadă se încălzesc mult mai puțin și se răcesc mult mai repede decât zonele neacoperite de ea. Se presupune că favorizează înghețurile nocturne prelungite și intense, astfel încât uneori să producă înregistrări negative extreme. Acest efect, precum și la scară meteorologică, stă și la baza unor mecanisme de feedback în câmpul climatic ( feedback gheață-albedo-gheață ).

Funcția biologică, hidrologică și hidrogeologică

Zăpada acumulată pe sol are funcția biologică importantă de a proteja solul subiacent de îngheț , în timp ce pe frontul hidrologic topirea sa lentă la dezgheț permite infiltrarea mai mare a apei în sol, permițându-i să se acumuleze în acvifere și rezerve de apă , altfel din precipitații lichide care, dacă sunt prea intense și durabile, varsă cantități mari de apă pe sol pe care solul nu le poate absorbi și care, prin urmare, curg direct în cursuri de apă , râuri și lacuri . Prin urmare, rezultă că zăpada reduce, de asemenea, drastic riscul hidrogeologic pe un teritoriu dat, în corespondență cu evenimente de precipitații intense.

Riscuri și atenuare

Zăpada poate prezenta un risc pentru siguranța infrastructurilor și a persoanelor în cazul avalanșelor . Daunele cauzate de supraîncărcarea zăpezii pot apărea pe acoperișuri, vegetația copacilor sau favorizează formarea de gheață pe lăstari în primăvară. Ninsorile abundente ( furtuni ) creează deseori daune infrastructurilor și constituie un obstacol în calea traficului prin blocarea traficului și a serviciilor, uneori chiar și în zone în care fenomenul meteorologic apare frecvent. Întreruperile la electricitate, serviciile telefonice și alte infrastructuri de bază sunt frecvente în cazul furtunilor de zăpadă. Adesea școlile și alte birouri rămân închise, iar unele centre de populație îndepărtate rămân izolate. Zăpada poate crea și pericole rutiere, dar se întâmplă mai des cu gheață . Municipalitățile și provinciile municipiilor montane sunt echipate cu echipamente anti-zăpadă ( pluguri de zăpadă și / sau turbine ), în timp ce pentru gheață folosesc săruri (scumpe, corozive, dar eficiente) sau nisip (mai puțin costisitoare și eficiente, dar nu corozive) sau amestecate pe drumurile pentru favorizarea fuziunii și / sau creșterea frecării cu asfaltul .

Funcție economică și ludică

Un sector important al turismului și al economiei satelor montane, puternic legat de prezența zăpezii, este reprezentat de turismul de iarnă și sporturile de iarnă care pot fi practicate în nenumăratele stațiuni de schi din întreaga lume în beneficiul operatorilor din sector ( schi operatori de ascensoare , operatori de hoteluri, operatori de vânzare / închiriere de echipamente și restauratori). Zăpada este, de asemenea, o oportunitate jucăușă pentru copiii care adesea iubesc și se ocupă cu bulgări de zăpadă și oameni de zăpadă .

Record

Conifere înzăpezite în Arina
  • Cea mai mare cantitate de zăpadă proaspătă care a căzut într-un sezon de iarnă a fost măsurată în Statele Unite la Mount Baker , unde au căzut 2.895 cm de zăpadă în iarna 1998/99. [4]
  • Cea mai mare grosime a zăpezii a fost măsurată la 14 februarie 1927 la stația meteorologică a Muntelui Ibuki din Japonia din prefectura Shiga , pe sol fiind 1182 cm de zăpadă. [5]
  • Record bătut de micul sat molise Capracotta care, odată cu ninsoarea din 5 martie 2015, a atins 256 cm (în puțin sub 18 ore). [6]
  • Conform Guinness Book of Records, cel mai mare fulg de zăpadă observat și raportat vreodată mass-media avea 38 cm lățime și 12 cm grosime. Căzut în Montana în ianuarie 1887 . [7]

Notă

  1. ^ Theoni Pappas , Bucuriile matematicii, Franco Muzzio Editore. ISBN 88-7413-112-7 . pagină 74
  2. ^ Comitetul Olimpic Internațional , Jocurile Olimpice Salt Lake City 2002 - Emblema ( JPG ), pe olympic.org , 2009. Accesat la 15 iulie 2009 .
  3. ^ Tullio De Mauro , Great Italian dictionary of usage , VIII, UTET, 2003.
  4. ^ NOAA: Stick-uri de zăpadă Mt. Baker. Arhivat 7 ianuarie 2013 la Internet Archive .
  5. ^ Agenția meteorologică japoneză JMA
  6. ^ official-capracotta-pescocostanzo-beaten-world-record-snow-snow
  7. ^ New York Times

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Tezaur BNCF 26369 · LCCN (EN) sh85123771 · GND (DE) 4133053-5 · BNF (FR) cb11977248j (dată) · NDL (EN, JA) 00.574.461
Meteorologie Portal de meteorologie : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de meteorologie