DaReN
2013/12/25, 19:28
بی مقدمه شروع میکنم:
دانه های برف از نظر شکل و اندازه بسیار با هم متفاوت اند و طبق دسته بندی سازمان جهانی هواشناسی هفت نوع کریستال برف وجود دارد:
۱) پلاکتی،
۲) ستاره ای،
۳) ستونی،
۴) زاویه دار،
۵) شاخه ای،
۶) دکمه سرآستینی
۷) بی شکل
حتی درون این هفت دسته نیز باز هم وزن و حالات دانه های برف بسیار متفاوت است اما با وجود تمامی این تفاوت ها، تمامی دانه های برف یک خصوصیت مشترک دارند. تمامی آنها هرچند کم حالت شش ضلعی خود را حفظ می کنند.
* دانه برف چطور شکل می گیرد؟
جالب است بدانید در هوای تمیز، برف شکل نمی گیرد.
برای آنکه برف ها شکل زیبایی پیدا کنند باید هوا مملو از گرد و غبار باشد. در واقع برف زیبا تنها لباسی سفید بر تن غبار هواست. در کنار غبار باید در هوا به اندازه کافی بخار آب وجود داشته باشد و دمای هوا به اندازه کافی پایین آمده باشد.
در صفر درجه سانتی گراد، بخار آب باید حداقل پنج گرم در مترمکعب باشد تا دانه برف احتمال شکل گرفتن پیدا کند. وقتی این سه شرط وجود داشته باشد بخار آب معلق در هوا تبدیل به کریستال یخ می شود و به شکل دانه برف شش ضلعی در می آید.
* برف ها، انواع و اقسام دارند
هر چه کریستال برف بزرگ تر و زیباتر شود، سنگین تر شده و سریع تر بر زمین می افتد. رد شدن کریستال برف از لایه های مختلف هوا با درجه های گوناگون سبب تغییر کردن طبیعت آن می شود.
برف می تواند سبک مثل پر باشد یا سنگین مثل یک پالتوی خز، می تواند مثل یخ سُر یا مثل چسب، چسبناک باشد. کارشناسان برف را به سه نوع طبقه بندی کرده اند: خشک، تر و چسبناک. برف کوهستان ها برف خشک، سبک و پودری شکل است که در فضاهای بسیار سرد شکل می گیرد و معمولا نمونه آن را در شهرها نمی بینیم.
برف تر در دمای صفر تا پنج درجه زیر صفر تشکیل می شود و سنگین و چسبناک است و معمول ترین برفی است که آن را می توانید در سطح شهرها ببینید. سومین نوع برف خیس است که در دمای صفر تا یک درجه سانتی گراد تشکیل می شود و حاوی مقدار زیادی آب است. این برف خیلی سریع روی زمین می نشیند و اصطلاحا گل و شل می شود.
* چرا بلورهای برف شش پر و متقارن و سفید هستند؟
زمانی که بخار آب روی سطح ذره یخ شروع به سخت شدن می کند، به سرعت در این یخ کوچک چند وجه ایجاد و به یک شش وجهی تبدیل می شود.
ذره یخ تا مدتی این شکل شش وجهی را حفظ می کند اما به تدریج که بلور بزرگتر و بزرگتر می شود، از هر یک از وجوه این شش وجهی شاخه ای بیرون می آید. از آنجا که شرایط جوی (یعنی دما و رطوبت) در همه نقاط این بلور کوچک یکسان است، هر شش شاخه جدید، تقریبا به یک اندازه رشد می کنند.
بلور برف در حالیکه بزرگتر می شود، در داخل ابر با باد به اینسو و آنسو می رود و به همین دلیل است که در طول زمان، با دماهای مختلفی روبرو می شود.
اما رشد کریستال تا حد بسیار زیادی به میزان دما مربوط می شود و از آنجا که هر شش شاخه بلور در هر زمان در شرایط مساوی قرار دارند، همه آنها به یک شکل رشد می کنند.
نتیجه نهایی این روند، ایجاد ساختاری شش شاخه و متقارن است. باید توجه داشت که چون هر بلور برف مسیری خاص خود را در ابر می پیماید، هر یک شکل خاص خود را پیدا می کنند.
* چه چیزی باعث همزمانی رشد شش بازوی کریستال برف می شود؟
هیچ چیز. همانطور که قبلا اشاره شد هر یک از بازوهای دانه برف مستقلا رشد می کند اما از آنجا که نقاط مختلف هر بلور اولیه برف درشرایط مساوی دمایی قرار دارد، این رشد همزمان و برابر صورت می گیرد.
شاید این موضوع عجیب و باورنکردنی به نظر برسد اما شاید اشاره به یک نکته، این موضوع را باورکردنی کند: در واقع بلورهای برف چندان کامل متقارن نیستند. برای اطمینان به زیر برف بروید و خودتان آزمایش کنید.
به ندرت ممکن است کریستالی کاملا متقارن پیدا کنید.
* دانه برف چرا شش بازو دارد؟
دلیل ۶ ضلعی بودن دانه برف به حالت مولکول آب برمی گردد. مولکول های آب اغلب شکل خود را منظم می کنند تا بیشترین تماس را با همسایه های خود ایجاد کنند.
مولکول آب تقریبا چهاروجهی است و وقتی در شرایط مناسب به کریستال تبدیل می شود، سعی می کند بر حسب شرایط موجود، فشار اتمسفر، میدان مغناطیسی موجود، میزان وزش باد و درجه هوا... خود را بیشتر گسترش دهد. معمولا در شرایط مناسب قسمت بالایی و پایین یک کریستال برف بیشتر گسترش می یابد تا حدی که در درجه ۵ تا ۱۰ درجه زیر صفر حالتی زاویه دار پیدا می کند.
در دمای ۱۰ تا ۱۲ درجه زیر صفر شبیه پلاکت و در دمای ۱۲ تا ۱۸ درجه زیر صفر شبیه ستاره شش ضلع می شود.
بطورکلی باید گفت ایجاد بازو در دانه برف از طریق "تشکیل وجوه" ( facetingیا ایجاد ساختاری مانند جواهرات تراش داده شده) صورت می گیرد.
این وجوه بدون نیاز به نیروی خاصی تشکیل می شوند که علت آن، نحوه قرار گرفتن مولکول ها در داخل شبکه دانه برف است. در فرآیند تشکیل وجوه است که دانه ابتدایی برف به یک شش وجهی تبدیل می شود که ساختاری بزرگتر با یک تقارن شش بری است. در نهایت، بازوها از گوشه های شش ضلعی بیرون می آیند و وجود شش گوشه اساس به وجود آمدن شش بازوست.
فرآیند "تشکیل وجوه" نشان می دهد که هندسه مولکول آب چگونه به هندسه یک کریستال درشت برف منتقل می شود.
* چرا برف سفید است؟
برف سفید نیست. برف از کریستالهای یخ درست شده و انبوه آنها سفید به نظر می رسد درست مانند خرده شیشه هایی که انبوه آنها سفید به نظر می آید.
نور بازهم مانند شیشه، از بخشی از سطوح یخ دانه برف منعکس می شود و رنگ خاصی را بازتاب می دهد. هنگامی که مقدار زیادی برف انباشته شده باشد و از روی هر وجه هر دانه برف بخشی از نور منعکس شود، این نور به نقاط اطراف بازتاب یافته و دوباره برمی گردد. از آنجا که همه رنگها تقریبا به میزان مساوی پراکنده هستند، انبوه برف سفیدرنگ به نظر می رسد.
در واقع، هنگامی که نور در حال تابش و بازتابش است، یخ بخشی از آن را جذب می کند و رنگ قرمز، آسانتر از رنگ آبی جذب می شود و در نتیجه، رنگ آبی بازتاب می یابد. به همین دلیل اگر به داخل یک توده برف خوب نگاه کنید، گاه در آن رنگ آبی را مشاهده می کنید.
برای یکم اطلاعات بیشتر هم میتونین برین اینجا (http://www.farsnews.com/newstext.php?nn=13900719000232)
منابع:
www.hupaa.com
www.vista.ir
دانه های برف از نظر شکل و اندازه بسیار با هم متفاوت اند و طبق دسته بندی سازمان جهانی هواشناسی هفت نوع کریستال برف وجود دارد:
۱) پلاکتی،
۲) ستاره ای،
۳) ستونی،
۴) زاویه دار،
۵) شاخه ای،
۶) دکمه سرآستینی
۷) بی شکل
حتی درون این هفت دسته نیز باز هم وزن و حالات دانه های برف بسیار متفاوت است اما با وجود تمامی این تفاوت ها، تمامی دانه های برف یک خصوصیت مشترک دارند. تمامی آنها هرچند کم حالت شش ضلعی خود را حفظ می کنند.
* دانه برف چطور شکل می گیرد؟
جالب است بدانید در هوای تمیز، برف شکل نمی گیرد.
برای آنکه برف ها شکل زیبایی پیدا کنند باید هوا مملو از گرد و غبار باشد. در واقع برف زیبا تنها لباسی سفید بر تن غبار هواست. در کنار غبار باید در هوا به اندازه کافی بخار آب وجود داشته باشد و دمای هوا به اندازه کافی پایین آمده باشد.
در صفر درجه سانتی گراد، بخار آب باید حداقل پنج گرم در مترمکعب باشد تا دانه برف احتمال شکل گرفتن پیدا کند. وقتی این سه شرط وجود داشته باشد بخار آب معلق در هوا تبدیل به کریستال یخ می شود و به شکل دانه برف شش ضلعی در می آید.
* برف ها، انواع و اقسام دارند
هر چه کریستال برف بزرگ تر و زیباتر شود، سنگین تر شده و سریع تر بر زمین می افتد. رد شدن کریستال برف از لایه های مختلف هوا با درجه های گوناگون سبب تغییر کردن طبیعت آن می شود.
برف می تواند سبک مثل پر باشد یا سنگین مثل یک پالتوی خز، می تواند مثل یخ سُر یا مثل چسب، چسبناک باشد. کارشناسان برف را به سه نوع طبقه بندی کرده اند: خشک، تر و چسبناک. برف کوهستان ها برف خشک، سبک و پودری شکل است که در فضاهای بسیار سرد شکل می گیرد و معمولا نمونه آن را در شهرها نمی بینیم.
برف تر در دمای صفر تا پنج درجه زیر صفر تشکیل می شود و سنگین و چسبناک است و معمول ترین برفی است که آن را می توانید در سطح شهرها ببینید. سومین نوع برف خیس است که در دمای صفر تا یک درجه سانتی گراد تشکیل می شود و حاوی مقدار زیادی آب است. این برف خیلی سریع روی زمین می نشیند و اصطلاحا گل و شل می شود.
* چرا بلورهای برف شش پر و متقارن و سفید هستند؟
زمانی که بخار آب روی سطح ذره یخ شروع به سخت شدن می کند، به سرعت در این یخ کوچک چند وجه ایجاد و به یک شش وجهی تبدیل می شود.
ذره یخ تا مدتی این شکل شش وجهی را حفظ می کند اما به تدریج که بلور بزرگتر و بزرگتر می شود، از هر یک از وجوه این شش وجهی شاخه ای بیرون می آید. از آنجا که شرایط جوی (یعنی دما و رطوبت) در همه نقاط این بلور کوچک یکسان است، هر شش شاخه جدید، تقریبا به یک اندازه رشد می کنند.
بلور برف در حالیکه بزرگتر می شود، در داخل ابر با باد به اینسو و آنسو می رود و به همین دلیل است که در طول زمان، با دماهای مختلفی روبرو می شود.
اما رشد کریستال تا حد بسیار زیادی به میزان دما مربوط می شود و از آنجا که هر شش شاخه بلور در هر زمان در شرایط مساوی قرار دارند، همه آنها به یک شکل رشد می کنند.
نتیجه نهایی این روند، ایجاد ساختاری شش شاخه و متقارن است. باید توجه داشت که چون هر بلور برف مسیری خاص خود را در ابر می پیماید، هر یک شکل خاص خود را پیدا می کنند.
* چه چیزی باعث همزمانی رشد شش بازوی کریستال برف می شود؟
هیچ چیز. همانطور که قبلا اشاره شد هر یک از بازوهای دانه برف مستقلا رشد می کند اما از آنجا که نقاط مختلف هر بلور اولیه برف درشرایط مساوی دمایی قرار دارد، این رشد همزمان و برابر صورت می گیرد.
شاید این موضوع عجیب و باورنکردنی به نظر برسد اما شاید اشاره به یک نکته، این موضوع را باورکردنی کند: در واقع بلورهای برف چندان کامل متقارن نیستند. برای اطمینان به زیر برف بروید و خودتان آزمایش کنید.
به ندرت ممکن است کریستالی کاملا متقارن پیدا کنید.
* دانه برف چرا شش بازو دارد؟
دلیل ۶ ضلعی بودن دانه برف به حالت مولکول آب برمی گردد. مولکول های آب اغلب شکل خود را منظم می کنند تا بیشترین تماس را با همسایه های خود ایجاد کنند.
مولکول آب تقریبا چهاروجهی است و وقتی در شرایط مناسب به کریستال تبدیل می شود، سعی می کند بر حسب شرایط موجود، فشار اتمسفر، میدان مغناطیسی موجود، میزان وزش باد و درجه هوا... خود را بیشتر گسترش دهد. معمولا در شرایط مناسب قسمت بالایی و پایین یک کریستال برف بیشتر گسترش می یابد تا حدی که در درجه ۵ تا ۱۰ درجه زیر صفر حالتی زاویه دار پیدا می کند.
در دمای ۱۰ تا ۱۲ درجه زیر صفر شبیه پلاکت و در دمای ۱۲ تا ۱۸ درجه زیر صفر شبیه ستاره شش ضلع می شود.
بطورکلی باید گفت ایجاد بازو در دانه برف از طریق "تشکیل وجوه" ( facetingیا ایجاد ساختاری مانند جواهرات تراش داده شده) صورت می گیرد.
این وجوه بدون نیاز به نیروی خاصی تشکیل می شوند که علت آن، نحوه قرار گرفتن مولکول ها در داخل شبکه دانه برف است. در فرآیند تشکیل وجوه است که دانه ابتدایی برف به یک شش وجهی تبدیل می شود که ساختاری بزرگتر با یک تقارن شش بری است. در نهایت، بازوها از گوشه های شش ضلعی بیرون می آیند و وجود شش گوشه اساس به وجود آمدن شش بازوست.
فرآیند "تشکیل وجوه" نشان می دهد که هندسه مولکول آب چگونه به هندسه یک کریستال درشت برف منتقل می شود.
* چرا برف سفید است؟
برف سفید نیست. برف از کریستالهای یخ درست شده و انبوه آنها سفید به نظر می رسد درست مانند خرده شیشه هایی که انبوه آنها سفید به نظر می آید.
نور بازهم مانند شیشه، از بخشی از سطوح یخ دانه برف منعکس می شود و رنگ خاصی را بازتاب می دهد. هنگامی که مقدار زیادی برف انباشته شده باشد و از روی هر وجه هر دانه برف بخشی از نور منعکس شود، این نور به نقاط اطراف بازتاب یافته و دوباره برمی گردد. از آنجا که همه رنگها تقریبا به میزان مساوی پراکنده هستند، انبوه برف سفیدرنگ به نظر می رسد.
در واقع، هنگامی که نور در حال تابش و بازتابش است، یخ بخشی از آن را جذب می کند و رنگ قرمز، آسانتر از رنگ آبی جذب می شود و در نتیجه، رنگ آبی بازتاب می یابد. به همین دلیل اگر به داخل یک توده برف خوب نگاه کنید، گاه در آن رنگ آبی را مشاهده می کنید.
برای یکم اطلاعات بیشتر هم میتونین برین اینجا (http://www.farsnews.com/newstext.php?nn=13900719000232)
منابع:
www.hupaa.com
www.vista.ir