Konečně se v České republice objevil dlouho očekávaný sníh. Jak sněhové vločky vůbec vznikají a jak vypadají? A mohou být dvě sněhové vločky úplně stejné?
Autorem úvodní fotografie je Jarda Fous
Jak vznikají sněhové vločky?
V atmosféře se vyskytují mikroskopické částečky prachu a pylu. Ty mohou působit jako tzv. „kondenzační jádra“, to znamená, že na nich kondenzuje vodní pára a vytváří se ledový krystalek – zárodek budoucí sněhové vločky. Základní tvar ledového krystalku je šestihranná destička, která v průběhu svého vývoje postupně narůstá. Na krystalku se usazuje vodní pára a dochází ke srážkám s kapičkami přechlazené vody, která je při teplotách pod bodem mrazu (až -12°C) stále v kapalném stavu. To se děje proto, že okolní prostředí nedovolí vodě její skupenství změnit. Stačí však jen malá změna podmínek a voda v okamžiku zmrzne. Při srážce ledového krystalku s kapičkou přechlazené vody okamžitě voda na krystalku namrzne.
Autorem fotografie je Jarda Fous
Protože v atmosféře dochází k turbulentním pohybům a tím k promíchávání vzduchu, srážky jsou intenzivnější, krystalek více roste a stává se z něj sněhová vločka. Ta při dostatečné velikosti začne putovat atmosférou směrem k zemskému povrchu a za vhodných podmínek dopadne až na zem. Je třeba, aby celá vrstva vzduchu, kterou vločka prochází, měla teplotu pod bodem mrazu. Pokud vločka projde přes tenkou vrstvu vzduchu s vyšší teplotou, může částečně tát a dopadnout na zem jako déšť se sněhem. Pokud je tato vrstva větší a vločka roztaje celá, na zem dopadá tzv. mrznoucí déšť.
Na následujícím videu můžeme vidět vývoj sněhové vločky. Další podobná videa a krásné fotografie vloček lze nalézt na stránkách Kenneta Librechta, který se jejich studiu věnuje již více než 20 let.
Jak mohou vločky vypadat?
Tvary vloček a krystalů závisí hlavně na teplotě a nasycení vzduchu, kterým vločka/krystalek prochází. Nasycení nám zjednodušeně řečeno udává obsah vlhkosti ve vzduchu. Nejkrásnější vločky různých hvězdicovitých tvarů se obvykle objevují při teplotách kolem -10 až -15°C. Při velmi nízkých teplotách pod -20°C můžeme pozorovat už jen ledové jehličky. Co se velikosti vloček týče, při vhodných podmínkách, kdy je ve vzduchu vysoká vlhkost a velké množství ledových krystalků, dochází při jejich srážkách ke spojování a většímu narůstání vloček. Obyčejně mají vločky velikost kolem několika mm až 1-1,5 cm. Pokud se spojí velký shluk vloček, může mít velikost až 5 cm.
Na následujícím diagramu je zobrazena přibližná závislost tvaru vloček na teplotě a nasycení vzduchu.
Proč mají ledové krystalky zrovna tvar šestiúhelníku? To souvisí s uspořádáním molekul vody. Pro ně je nejvýhodnější právě spojení do tvaru šestiúhelníku a led tak krystalizuje v šesterečné – hexagonální – soustavě. Stejný princip platí i pro napojování dalších molekul H2O.
Různé tvary sněhových vloček (NOAA)
Opravdu nemůžeme najít dvě stejné sněhové vločky?
Vzhledem k tomu, že podmínky narůstání vloček jsou velmi proměnlivé, tak nalezení dvou stejných vloček by byl velice náročný úkol. Vývoj vločky záleží na její cestě atmosférou k zemskému povrchu. Po její dráze se liší teplota a vlhkost, v rámci atmosféry jsou tyto rozdíly sice malé, ale i tak mají velký vliv na rozdíly mezi vločkami.
Bylo spočteno, že pravděpodobnost nalezení dvou úplně identických vloček, je asi 0,00…1, kde před jedničkou je víc než 700 nul (přesný výpočet k nahlédnutí zde). Na druhou stranu, nikdo ještě všechny vločky neporovnával. V minulosti byly uměle vyrobeny dvě identické sněhové vločky v laboratoři, ve které je možné zaručit úplně stejné podmínky jejich vzniku a vývoje.
Uměle vytvořené identické vločky (Kenneth G. Libbrecht)
