Vznik ľadových kryštálikov alebo snehových vločiek (zhluky kryštálikov) je jedným z najkrajších javov prebiehajúcich v atmosfére. Variácií snehových vločiek je obrovské množstvo, najmä vďaka citlivej podstate ich vzniku.
Ako vznikajú snehové vločky v atmosfére
RNDr. Ingrid Damborská, CSc. z Fakulty matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského v Bratislave (Katedra astronómie, fyziky Zeme a meteorológie) vysvetľuje, že vodná para môže v atmosfére bezprostredne prechádzať do pevného skupenstva. Prechod vodnej pary do tuhého stavu odborníci nazývajú sublimáciou.
„K rastu ľadových kryštálov môže dochádzať dvojakým spôsobom: 1. priamym usadzovaním molekúl vodnej pary na zárodkoch (prachová častica alebo peľové zrnko) alebo kryštáloch sublimáciou; 2. mrznutím prechladených kvapiek vody.“ Proces sublimácie sa v plnej miere uplatňuje pri viazaní molekúl vodnej pary priamo na kryštálikoch ľadu, k čomu sú vytvorené zvlášť priaznivé podmienky v zmiešaných oblakoch.
Snehové vločky nie sú zamrznuté dažďové kvapky. Ak by to tak bolo, z neba by padali drobné kryštáliky ľadu, krúpy alebo mrznúci dážď. Vznikajú z vodnej pary v oblakoch vo výške štyri až šesť kilometrov. Na to, aby sa mikrokvapôčka vody začala kryštalizovať, potrebuje peľovú alebo prachovú mikročasticu. Tá pôsobí ako katalyzátor. V priestore bez mikročastíc by snehová vločka nikdy nevznikla. „Predstavte si paru v saune,“ vysvetľuje Marian Vojs. „Na kvapky vody sa tiež mení len na miestach, kde sa nachádza hrana alebo hrot. Tam sa vyzráža. Para hľadá vždy to najefektívnejšie miesto, kde by sa mohla spájať, na čom by sa mohla prichytiť.“
Tvar a klasifikácia snehových vločiek
Ľadové kryštály majú podľa odborníčky pravidelnú šesťuholníkovú kryštálovú mriežku. Všetky kryštály majú spoločný šesťuholníkový tvar, ktorý má pôvod v usporiadaní molekúl vody v kryštalickej mriežke a ktorý sa vyznačuje jednou hlavnou osou symetrie a tromi vedľajšími. Podľa teploty okolia vzniku a vlhkostných pomerov v atmosfére sa tvoria kryštály rôzneho tvaru, ktoré sa môžu navzájom kombinovať. Bolo popísaných viac ako 21-tisíc rôznych tvarov snehových kryštálov, zaoberá sa nimi jeden vedný odbor - kryštalografia snehu.
RNDr. Ingrid Damborská, CSc. pokračuje, že podľa medzinárodnej klasifikácie sa delia na 10 základných skupín:
- doštičky,
- hviezdice (dendrity),
- stĺpiky,
- ihlice,
- vločky jednoduché,
- stĺpiky s doštičkami,
- nepravidelné priestorové častice,
- krúpky, krupica,
- ľadové zrná,
- krúpy.
„Kryštáliky ľadu jednoduchších tvarov pozorujeme vo vyšších vrstvách atmosféry (5 - 12 km), kde tvoria obvykle vysoké oblaky. V nižších vrstvách atmosféry sa vyskytujú v oblakoch kryštáliky zložitejšej štruktúry. Z meteorologických prvkov má najväčší význam teplota a vlhkosť vzduchu.“
Faktory ovplyvňujúce rast a tvar
Vločky doslova rastú z vodnej pary pri vhodných podmienkach v oblaku. Ich tvar ovplyvňuje teplota, tlak a vlhkosť vzduchu. Pretože žiadna nerastie na tom istom mieste v oblaku, nemôžu vzniknúť dve rovnaké. „Jediné, čo majú spoločné, je zachovanie symetrie šesťuholníka. Dokonalú symetriu majú len teoreticky, pri páde v atmosfére sa vločky spájajú alebo z nich často ostanú len fragmenty, majú polámané ramená, alebo jedno dlhšie, druhé kratšie a bez vetvenia,“ hovorí Ľubomír Vančo.
„Tento ideálny tvar je deformovaný rôzne podľa toho, akým spôsobom sú viazané prichádzajúce molekuly vodnej pary k ploche kryštálu a ako sa vytvárajú tzv. plošné zárodky v závislosti od teploty vzduchu a tlaku vodnej pary v okolí kryštálu. Plošný zárodok predstavuje konfiguráciu molekúl vodnej pary, ktoré sú pevne pripútané k ploche kryštálu a podporujú narastanie novej kryštálovej plochy. Pri raste kryštálikov tak niektoré kryštálové plôšky rastú rýchlejšie a iné pomalšie,“ uvádza RNDr. Damborská. Pri nízkych teplotách vzduchu, napr. -30 °C, v dôsledku väčšieho presýtenia atmosféry vodnou parou vzhľadom k ľadu, dochádza k rýchlemu narastaniu kryštálikov, kedy sa nový plošný zárodok vytvorí skôr, ako sa ukončí rast predchádzajúcej plochy, vysvetľuje odborníčka. „Plocha kryštálu pritom narastá od okraja smerom do stredu v dôsledku pôsobenia elektrostatických síl, ktorými sú viazané molekuly vody v mriežke ľadu. Preto je najväčšia časť molekúl viazaná na hranách a rohoch kryštálu, kde sú prichádzajúce molekuly najmenej rušené susednými molekulami. Nakoniec sa viažu molekuly uprostred plochy, kde je väzba najsilnejšia.“ Zvyšovanie teploty a pokles tlaku vodnej pary nad ľadom vedie k spomaleniu rastu kryštálov. „Vtedy plochy kryštálu narastú skôr, než sa vytvorí nový plošný zárodok a vzniknuté kryštály majú jednoduchý kompaktný tvar (pri teplotách -20 °C až -30 °C). Ďalším zvyšovaním teploty vzduchu bude dochádzať k zosilneniu difúzie molekúl vodnej pary k povrchu kryštálu, ktorý bude v dôsledku toho rýchlejšie narastať do strán.“ Vytvorené doštičky tak budú pomaly prechádzať do zložitejších hviezdičiek, ktoré odborníci nazývajú dendrity. Pri teplote okolo 0 °C nadobúdajú kryštáliky ľadu v atmosfére ihlicovitý tvar.
Koagulácia a premena snehu
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 podľa RNDr. Ingrid Damborskej, CSc. nastať:
- pri padaní kryštálikov nerovnakou rýchlosťou (gravitačná koagulácia),
- molekulárno-kinetickým (Brownovským) pohybom,
- elektrostatickými silami,
- atmosférickou turbulenciou.
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 snehových (ľadových) krúpok a môžu zostať ležať na zemskom povrchu v podobe snehovej pokrývky. Od svojho vzniku až do úplného roztopenia sa sneh stále mení. V podstate odborníci rozoznávajú tri druhy premeny snehu. V týchto fázach premeny snehu sa už nehovorí o snehových kryštáloch, ale o snehových zrnách, lebo kryštálová mriežka sa viac-menej stráca. V závislosti od priebehu počasia sa môžu jednotlivé fázy premeny rôzne kombinovať, prípadne aj preskočiť a vynechať,“ podotla RNDr. Damborská.
Prečo nenájdeme dve rovnaké vločky?
V priemere jeden septilión snehových vločiek spadne každú zimu. „Na svete s najväčšou pravdepodobnosťou nenájdete dve úplne rovnaké snehové vločky,“ tvrdí Wilson Alwyn Bentley, prvý fotograf snehových vločiek. Vo vzácnych prípadoch môžete nájsť dve identické snehové vločky, v roku 1988 sa to podarilo americkej vedkyni Nancy Knightovej. Vyzerali síce totožne, ale profesor Kenneth Libbrecht zistil, že na atómovej úrovni sú úplne odlišné.
„Na fakulte elektrotechniky a informatiky sa zaoberáme kryštalizáciou uhlíkových materiálov. Používame na to reaktor, v prírode sa kryštalizácia, čiže aj vznik vločiek, deje prirodzene. Princíp je rovnaký, či ide o vodu a ľad, alebo o uhlík a diamant. V reaktore pri deväťsto stupňoch Celzia a zachovaní určitých podmienok rozložíme metán na uhlík a vodík. Uhlík potom kryštalizuje na podložke na umelý diamant. Snehová vločka je tiež sústava kryštálov, špeciálnych kryštálov ľadu,“ hovorí Marián Marton.
Umelý sneh vs. prírodný
Každý lyžiar vie, že umelý sneh nemá kvalitu prírodného. „Je to preto, že ide skôr o malé kryštaly ľadu než o sneh,“ hovorí Marian Vojs. Ak sa zblízka pozriete, uvidíte to i voľným okom. Snehové delá striekajú cez malé otvory drobné kvapôčky vody a tie, kým dopadnú na zem, zamrznú. Na rozdiel od snehových vločiek, ktoré vznikajú z vodných pár a vďaka svojmu špeciálnemu tvaru dodajú prírodnému snehu rôzne unikátne vlastnosti. Keď kryštalizuje vodná para, vznikajú dvojrozmerné snehové vločky, keď kryštalizuje kvapka vody, vzniká objemový ľadový kryštál.
Farby snehu
V prírode sa občas môže vyskytnúť okrem bieleho snehu aj sneh rôznej farby - oranžový, červený, zelený či dokonca fialový. Pokiaľ sa totiž vo vzduchu nachádzajú znečisťujúce látky (piesok, smog), tieto sa premietnu do farby snehových vločiek. Oranžový sneh napadal v roku 2007 na Sibíri vďaka vysokej koncentrácii piesku v ovzduší počas snehovej búrky. V ruskom Krasnodare zase riasy, rastúce v snehu či ľade v polárnych a alpských oblastiach, spôsobili ružovú farbu snehovej pokrývky. A niektoré časti Londýna, ktorý je vyhlásený za smogom najznečistenejšie mesto Európy, pokrýva sneh šedo - čierny. Obyvatelia Uralu boli prekvapení, keď im napadal zelený sneh.
Domáca výroba vianočných vločiek a zimných dekorácií
Čakanie na Vianoce už tradične spríjemňuje v slovenských rodinách aj školách výroba zimných dekorácií. Medzi veľmi obľúbené patrí zhotovovanie vločiek z papiera. Tak, ako sa hovorí, že na svete nenájdete dve rovnaké „živé“ vločky, aj tie papierové majú nesčítateľne veľa variácií. Internetový server delatsami.com, ktorý sa už roky venuje kreatívnym návodom v štýle urob si sám, zverejnil nedávno množstvo jednoduchých obrázkových návodov, podľa ktorých bude výroba snehových vločiek z papiera naozaj hračkou.
Ako vyrobiť snehové vločky z papiera - Papierová snehová vločka #44 - Vianočné ozdoby
Vianoce sú príležitosťou tráviť viac času s rodinou. Ponorte sa do vianočnej nálady už počas adventu a vytvorte si originálnu vianočnú výzdobu, s ktorou vám pomôžu aj deti. Vás aj vaše ratolesti okrem jedinečne vyzdobeného domu zabaví aj tvorenie vianočných dekorácií. Výroba papierových ozdôb je zábava pre celú rodinu, ktorá vás naladí na príjemnú vianočnú atmosféru. Začnite vločkami z papiera, ktorými môžete ozdobiť vianočný stromček, okenné tabule, chladničku aj akýkoľvek ďalší nábytok v dome. Na výrobu vianočných vločiek nepotrebujete nič špeciálne. Stačí vám ceruzka, nožnice a kancelársky papier, použiť môžete aj baliaci alebo farebný papier. Alebo ten biely pomaľujte vodovými farbami či pastelkami, nech je u vás veselo!
Snehové vločky z papiera: Jednoduchosť a krása
Razíte vo svojom živote heslo „V jednoduchosti je krása“? Papierové vločky môžu prekrásne zdobiť okná vášho bytu či domu bez ohľadu na to, či je pred Vianocami, alebo už po nich. Výroba papierových snehových vločiek nie je vôbec zložitá a najdôležitejšia je vaša fantázia.
Ako urobiť snehovú vločku z papiera?
- Príprava štvorca: Najskôr si vyrobte štvorec z archu bieleho kancelárskeho papiera s veľkosťou A4. Vytvoríte ho veľmi jednoducho diagonálnym preložením papiera a následným odstrihnutím zvyšného kusu papiera (v tvare obdĺžnika). Nemusí ísť iba o klasické papiere do tlačiarne. Vločky pekne vyniknú aj na predpripravenom papieri pomaľovanom vodovými farbami alebo farbičkami, prípadne môžete siahnuť aj po farebnom či baliacom papieri.
- Skladanie papiera: Štvorec prehnutý na trojuholník prehnete ešte raz (celkom na šestiny). Papier by mal byť dostatočne veľký na to, aby na ňom vynikol vzor vločky, ale zároveň nie príliš veľký, aby nebol výsledok zbytočne obrovský a ťažký. Potom vezmite spodný (prehnutý) roh a prehnite ho do stredu papiera. To isté urobte s druhým rohom. Prehnutý roh opäť prehnite na polovicu. Teraz v ruke držíte základ vločky.
- Strihanie: Buď si môžete na trojuholník predkresliť šablónu ručne, alebo zaimprovizovať a strihať od oka. Na jemnejšiu prácu s drobným vzorom použite radšej ostré a menšie kozmetické nožnice, ktoré budú presnejšie a neprestrihnete sa s nimi do iného vystrihnutého okienka tak ľahko ako s veľkými nožnicami. Dobrým tipom je si trojuholník roztvoriť o jednu úroveň a dostrihať detaily, ktoré by sa nedali urobiť na toľkých vrstvách papiera. Čím väčšie detaily na vločke chcete, tým sa snažte o jemnejší a precíznejší strih.
- Dokončenie: Hotovú vločku opatrne roztvorte a uhlaďte. Pomocou lepiacej pásky ju pripevnite na oblok a máte hotovo.
Tu sú ďalšie nápady na výrobu papierových vločiek:
- Vločky z krepového papiera so záhybmi: Krepový papier rozrežte na štvorce (cca 6-8 palcov). Preložte štvorec diagonálne, potom znova na polovicu a pokračujte v preložení, kým nezískate malý, pevný trojuholník. Následne strihajte tvary pozdĺž okrajov. Po dokončení rezania opatrne rozložte krepový papier. Ak chcete, môžete pridať lepidlo a trblietky.
- 3D snehová vločka z pruhov: Nastrihajte 10 rovnakých pásikov. Položte ich 5 na rovnú plochu v rozostupoch do šírky, ďalších 5 kolmo s väzbou cez jednu. Pásy susediace v rohoch lepíme v pároch. Centrálne zostávajú voľné. Urobte aj druhý obrobok. Jednu polovičnú vločku nechajte na stole, druhú otočte a priložte k prvej s otočením o 45 stupňov tak, aby voľné pásiky zapadli do preložených pásikov spodnej.
- Snehová vločka z toaletných roliek: Na rolke si vyznačte 2 cm rozostupy a nastrihajte pásiky. Na konci každého pásika vystrihnite vykrojenie do písmena „V“. Vložte jeden pásik do druhého, čím vznikne „X“ a zlepte. Prevlečte tretí pásik cez stred „X“ a opäť zlepte. Hotové vločky môžete dozdobiť bielymi bodkami a zavesiť.
- Balerína snehová vločka: Nájdite siluetu tancujúcej baletky, vytlačte ju a nalepte na tenký biely kartón. Vystrihnite štvorec z papiera A4, zložte ho diagonálne 2-krát a vyhlaďte záhyby. Vytvorte trojuholník a aplikujte naň šablónu sukne snehovej vločky. Vystrihnite všetko nepotrebné a rozložte. Navlečte sukňu na baletku a prilepte ju.
Ďalšie originálne zimné dekorácie
Okrem snehových vločiek existuje množstvo ďalších kreatívnych spôsobov, ako si vyrobiť originálne vianočné ozdoby:
- Vločky z chlpatých drôtikov: Pre prvý typ (s 8 očkami) potrebujete 2 drôtiky, ktoré spojíte prekrížením. Pomocou pravítka vytvoríte rovnako veľké očká a spojíte do kruhu. Dozdobte perličkami. Pre druhý typ (hviezdička so 6 cípmi) potrebujete 3 drôtiky prestrihnuté napoly. Na jeden navlečiete perličku, spojíte drôtiky a vytvoríte očká v tvare hviezdy. Zvyšné konce ozdobte oválnymi perličkami. Pre tretí typ (kruh so 6 očkami) použijete 2 drôtiky, vytvoríte 6 očiek a spojíte do kruhu.
- Transparentné PVA vločky: Pripravte si šablónu na papier a prekrýte ju transparentnou fóliou. PVA lepidlo (typu Herkules) aplikujte injekčnou striekačkou bez ihly pozdĺž obrysov šablóny. Nechajte uschnúť 12-24 hodín. Vločky zlepte z fólie a prilepte na okná.
- Hákované snehové vločky: Pre milovníkov ručných prác sú háčkované snehové vločky skvelou voľbou. Sú ideálne v kombinácii s jemnými bielymi závesmi, ktoré vytvoria rozprávkový zimný svet.
- Snehuliak z korkových zátok: Korkovú zátku namaľujte bielou farbou. Z papiera vystrihnite čierny kruh a spolu s kovovým vrchnáčikom vytvoria klobúk. Fixkou nakreslite oči, ústa a gombíky. Oranžový trojuholník poslúži ako nos.
- Látková ozdoba s vločkou: Z modrého filcu vystrihnite dva kruhy. Na jeden vyšite bielou niťou vločku. Zošite ich po obvode, nechajte malý otvor, naplňte vatou a zošite.
- Snehuliaci z gulí: Na červenú guľu namaľujte biele telá snehuliakov. Z farebného papiera vystrihnite klobúky a prilepte. Fixkami nakreslite tváre a gombíky. Stužky zaviažte ako mašličky.
- Štipcové ozdoby: Odstráňte kovové pružiny z drevených štipcov. Zlepte uvoľnené páry plochými stranami k sebe. Umiestnite komponenty symetricky do kruhu (užšími koncami do stredu) a zlepte, aby vznikol tvar hviezdy alebo vločky.
tags: #vianocne #vlocky #obris