Ամեն անգամ, երբ գալիս է ձմեռ և ձյուն, մենք զգում ենք ինչ-որ զգացմունքային պոռթկում: Սպիտակ շղարշը, որը ծածկում էր քաղաքը, խիտ անտառներն ու գոգերը, անծայրածիր դաշտերն ու լայն գետերը, և ծառերը փաթաթված հագուստով, որոնք տարօրինակորեն փայլում են արևի տակ, անտարբեր չեն թողնի ոչ երեխային, ոչ մեծահասակին: Մանկության տարիներին մենք կարող էինք ժամերով նստել պատուհանի մոտ և դիտել, թե ինչպես են դանդաղ պտտվելով ձյան փաթիլները թռչում կողքով և կամացուկ ընկնում գետնին… Մենք հաճախ էինք ուսումնասիրում դրանց կառուցվածքը՝ փորձելով գտնել երկու միանմաններ՝ չդադարելով զարմանալ: այս կախարդական շքեղության գեղեցկությունն ու բարդությունը:
Ձյունառատ ձմեռը միշտ լցնում է երեխայի հոգին ուրախության զգացումով և անբացատրելի բերկրանքով։ Ժամանակի ընթացքում, երբ երեխան մեծանում է, այդ զգացումը բթացնում է, բայց այնուամենայնիվ, ինչ-որ տեղ հոգու խորքում ամեն ինչ սառչում է, և մենք վայելում ենք բնության ճերմակ շղարշի տակ քնած գեղեցկությունը։ Երեխաները հաճախ հարցնում են իրենց ծնողներին.«Իսկ ի՞նչ է ձյունը»: Մեծահասակները սովորաբար պատասխանում են միավանկ, ասում են՝ սա սառած ջուր է։ Մեր հոդվածում մենք կփորձենք զբաղվել ոչ միայն այն հարցով, թե ինչ է ձյունը, այլև դիտարկել դրա հատկությունները և՛ գիտության, և՛ պոեզիայի կողմից։
Ի՞նչ են ասում հանրագիտարանները:
Դալի բառարանը պատասխանում է հարցին, թե ինչ է ձյունը, հետևյալ կերպ. չամրացված սառույցը, որը փոխարինում է անձրևին ձմռանը: Ինչպես տեսնում եք, բացատրությունը բավականին ժլատ է։ Ամենագետ Վիքիպեդիան նույնպես լակոնիկ է, ասելով, որ ձյունը տեղումների տեսակ է, որը բաղկացած է փոքր սառցե բյուրեղներից։ The Encyclopedic Dictionary-ը հայտնում է հետևյալը. ձյունը պինդ մթնոլորտային տեղումներ է, որը բաղկացած է սառցե բյուրեղներից, որոնք տարբերվում են տարբեր ձևերով. ձյան փաթիլներն առավել հաճախ լինում են վեցանկյուն թիթեղների կամ աստղերի տեսքով. ընկնում է, երբ օդի ջերմաստիճանը իջնում է զրոյից Ցելսիուսի աստիճանից: Պարզվում է, որ բոլոր բառարաններն ու հանրագիտարանները նույն բանն են ասում, բայց հստակություն չեն տալիս այն հարցին, թե ինչ է ձյունը։ Այս դեպքում անդրադառնանք ճշգրիտ գիտություններին։
Պատմական նախապատմություն
Որտեղի՞ց է գալիս ձյունը: Ինչից է այն բաղկացած: Որքա՞ն է նրա ջերմաստիճանը: Այս բնական երևույթի հետ կապված այս և բազմաթիվ այլ հարցերով ամբողջ աշխարհի գիտնականներին շատ երկար ժամանակ է հետաքրքրում։ Այսպիսով, դեռ 1611 թվականին աստղաբան և աստղագետ Կեպլերը հրատարակեց գիտական տրակտատ, որը կոչվում էր «Վեցանկյուն ձյան փաթիլների մասին»: Հեղինակը շատ պրագմատիկ է ուսումնասիրելձյան բյուրեղները երկրաչափության ողջ խստությամբ: Նրա աշխատանքը հիմք է հանդիսացել այնպիսի գիտության, ինչպիսին է տեսական բյուրեղագրությունը։ Տասնյոթերորդ դարի մեկ այլ հայտնի գործիչ՝ ֆրանսիացի մաթեմատիկոս և փիլիսոփա Ռենե Դեկարտը, նույնպես ուսումնասիրել է ձյան փաթիլների ձևը։ Նա գրել է էսքիզ 1635 թվականին, որը հետագայում ներառվել է «Փորձ երկնաքարերի մասին» աշխատության մեջ։ Ապագայում հարցը, թե ինչից է պատրաստված ձյունը, անհամար անգամ քննարկվել է աշխարհի գիտնականների կողմից:
Ժամանակակից գիտնականներն ուսումնասիրու՞մ են այս երևույթը:
Այսօր նույնիսկ մանկապարտեզներում երեխաներին ասում են, որ ձյան փաթիլները նման են վեցանկյունի, որ դրանց նախշը եզակի է, և որ երկու ձյան փաթիլներ նույնը չեն: Թվում է, թե ամեն ինչ արդեն հայտնի է՝ ինչ ջերմաստիճանում է ձյունը հալվում, ինչ ջերմաստիճանում է ձյունը և շատ ավելին։ Այնուամենայնիվ, գիտնականները չեն կորցրել հետաքրքրությունը բնության այս հրաշքի նկատմամբ և դեռ ուսումնասիրում են ձյան փաթիլների առաջացման գործընթացները։ Պարզվում է, որ դրանք ձևավորվում են այսպես կոչված բյուրեղացման միջուկների շուրջ, և ամենահետաքրքիրն այն է, որ դրանք կարող են լինել փոշու, մուրի, բույսերի ծաղկափոշու և նույնիսկ սպորների ամենափոքր մասնիկները։
Բանաստեղծների երգած ձյան որակը
Ճռռոցը հետաքրքիր էֆեկտ է։ Այն կարելի է լսել միայն բացառիկ ցրտաշունչ եղանակին։ Այնպես որ, եթե համեմատաբար տաք օր լինի, ապա ձյան ծածկը կլռի։ Իսկ իրական ձմեռային ցրտերի ժամանակ նա իրեն բոլորովին այլ կերպ է պահում։ Մարդիկ վաղուց են նկատել՝ որքան ցածր է ձյան և օդի ջերմաստիճանը, այնքան բարձր է ճռռոցի տոնը։ Գիտնականներին հաջողվել է պարզել, որ այս էֆեկտը առաջանում է մանրադիտակային սառցե բյուրեղների ջախջախման արդյունքում։Երբ ձյան ջերմաստիճանը իջնում է, այդ բյուրեղները դառնում են ավելի փխրուն և կարծր, ուստի նրանք ճռռոց են տալիս՝ կոտրվելով մեքենաների անիվների և մեր ոտքերի տակ։ Եթե նման մեկ բյուրեղյա ջախջախենք, ապա նրա փոքր չափերի պատճառով ոչինչ չենք լսի։ Նման նուրբ ձայները մարդու ականջը չի կարողանում որսալ: Բայց երբ միավորվում են, բյուրեղները կարողանում են ստեղծել բացառիկ երաժշտական ֆոն: Հենց այս ճռռոցը երգում են բանաստեղծներն իրենց ստեղծագործություններում։
Ինչու է ձյուն կամ անձրեւ
Տեղումները կապված են ամպերի զանգվածների անհավասարակշռության (կայունության) հետ, որոնք բաղկացած են տարբեր կառուցվածքների և չափերի բազմաթիվ տարրերից։ Որքան համասեռ լինի այս բաղադրությունը, այնքան ավելի կայուն է ամպը և, համապատասխանաբար, այնքան ավելի երկար տեղումներ չի տա: Թե ինչ ձևով են նրանք ընկնում գետնին, կախված է ենթաամպի շերտում օդի զանգվածի ջերմաստիճանից, ինչպես նաև ամպի բարձրությունից և կառուցվածքից (որպես կանոն, այն խառնվում է, այսինքն՝ բաղկացած է սառեցված կաթիլներից։ ջուր և սառույցի բյուրեղներ): Տեսնենք, թե ինչ է հետևում սրանից։ Ամպից դուրս ընկնելով՝ այս խառնուրդը մոլորակի մակերևույթ տանող ճանապարհին անցնում է ենթաամպերի զանգվածներով։ Եթե ջերմաստիճանը բավականաչափ բարձր է, ապա սառույցի բյուրեղները հալչում են և վերածվում սովորական անձրևի՝ դրական կաթիլային ջերմաստիճանով։ Երբեմն, հաշվի առնելով ամպերի ցածր բարձրությունը, ձյան փաթիլները կարող են չհասցնել ամբողջությամբ հալվել, որի դեպքում թաց ձյուն է տեղանում։ Ահա թե ինչու խառը տեղումներ կարող են տեղի ունենալ ոչ սեզոնային շրջանում: Եթե ենթաամպի զանգվածի ջերմաստիճանը բացասական է, ապա այս դեպքում դա պարզ ձյուն է։
Ինչու՞ է երբեմն ձյուն գալիս ամռանը, իսկ ձմռանը՝ անձրև:
Մենք պարզեցինք, թե ինչ ջերմաստիճանում է ձյունը և ինչ ջերմաստիճանում է տեղում: Սակայն երբեմն անհավանական երեւույթներ են տեղի ունենում, օրինակ՝ ամռանը կարող է ձյուն տեղալ, իսկ ձմռանը՝ անձրեւ։ Ինչո՞վ է բացատրվում նման կատակլիզմները։ Փորձենք հասկանալ, թե ինչու է դա տեղի ունենում: Գիտնականներն այս երեւույթը բացատրում են որպես մթնոլորտում գործընթացների զարգացման բնականոն ընթացքից շեղում։ Այսպիսով, ձմռանը խոնավությամբ հարուստ տաք օդի զանգվածները, որոնք շարժվում են տաք հարավային ծովերի ավազաններից, կարող են մտնել միջին լայնություններ: Արդյունքում սկսվում են հալոցքները, որոնք դրսևորվում են տեղացած ձյան հալեցմամբ, ինչպես նաև տեղումներ՝ անձրեւի տեսքով։ Ամռանը մենք կարող ենք դիտարկել հակառակ իրավիճակը, այսինքն՝ Արկտիկայից սառը օդային զանգվածները կարող են ճեղքել դեպի հարավ։ Երբ տաք ճակատը նահանջում է, ձևավորվում են շատ հզոր ամպեր, և տեղումները շատ առատ են տարբեր ջերմաստիճաններով երկու օդային զանգվածների բաժանարար գծում: Նախ անձրևի տեսքով, իսկ հետո՝ հետագա սառեցմամբ և ցածր ամպամածության պայմաններում՝ պարզ կամ թաց ձյան տեսքով։ Հարավային շրջաններում դա հազվադեպ է պատահում, մինչդեռ երկրի մակերևույթի ջերմաստիճանը մնում է դրական:
Ձյունը գլորվում է. ի՞նչ անոմալիա է սա:
Երբ առաջին անգամ տեսնեք բնության այս հրաշքը, կորոշեք, որ սա մարդկային ձեռքի ստեղծագործություն է: Իրականում, նման ուղիները կամ գլանափաթեթները ոլորված են հենց բնության կողմից: Սա բավականին հազվադեպ օդերեւութաբանական երեւույթ է։ Ձյան գլանափաթեթները ստեղծվում են քամու միջոցով, որը գլորում է ձյունը մինչև այն ձեռք բերել քաշ և չափ: Ես սովորաբար ունենում եմ նման թվերգլանաձև ձև, բայց կան բացառություններ. Այս երևույթը կարելի է դիտել միայն ուժեղ փոթորկոտ քամիներով, թույլ թաց ձյան շրջաններում և միայն բաց տարածքներում։ Ձյան գլանափաթեթները դատարկ տակառների պես գլորվում են տափաստանով։ Նրանց չափերը կարող են հասնել 30 սմ տրամագծով և 30 սմ լայնության: Փաստորեն, հարյուրավոր առանձին գլանափաթեթներ կարող են միաժամանակ հայտնվել ձնառատ դաշտում: Նրանցից յուրաքանչյուրը թողնում է հետք՝ մի տեսակ ճանապարհ, որը ցույց է տալիս անցած ճանապարհի հետագիծը: Ձյան գլանները հաճախ ձևավորվում են ձմեռային փոթորիկների ժամանակ, երբ քամին ուժեղ է, իսկ ձյունը թարմ է: Օդի ջերմաստիճանը պետք է մոտ լինի զրոյին.
Ձյան գլանակի ձևավորման գործընթաց
Դա տեղի է ունենում հետևյալ կերպ. երկրի մակերեսը պետք է ծածկված լինի գետնին սառցե կեղևով կամ հին ձյունով, որի դեպքում ընկած ձյան փաթիլները հիմքում ընկած շերտով քիչ կպչունություն ունեն: Այս դեպքում ստորին շերտը պետք է ունենա բացասական ջերմաստիճան, իսկ վերինը՝ դրական (զրոյից մի փոքր բարձր): Այնուհետեւ թարմ ձյունը բարձր «կպչունություն» կունենա։ Օպտիմալ ջերմաստիճանը համարվում է մինուս երկու աստիճան ստորին շերտի համար և գումարած երկու՝ վերին շերտի համար։ Սաստիկ քամին պետք է ունենա ավելի քան 12 մ/վ արագություն: Գլանափաթեթի ձևավորումը կսկսվի այն ժամանակ, երբ քամին «դուրս հանի» ձյան կտորը։ Այնուհետև ձևավորվում են փոքր կտորներ, որոնք քամու ազդեցության տակ գլորվում են դաշտով, յուրաքանչյուր մետրի հետ գերաճած թաց ձյան շերտով: Երբ ռուլետը չափազանց ծանրանում է, այն դադարում է: Այսպիսով, դրա չափը ուղղակիորեն կախված է օդի հոսքի արագությունից:
Հետաքրքիր փաստեր ձյան մասին
1. Ձյան փաթիլը 95% օդ է: Դրա շնորհիվ նա շատ դանդաղ է ընկնում՝ 0,9 կմ/ժ արագությամբ։
2. Ձյան սպիտակ գույնը պայմանավորված է նրա կառուցվածքում օդի առկայությամբ։ Այս դեպքում լույսի ճառագայթները արտացոլվում են սառցե բյուրեղի օդի սահմանից և ցրվում։
3. Պատմությունը արձանագրել է գունավոր ձյան տեղումների դեպքեր։ Այսպիսով, 1969 թվականին Շվեյցարիայում սև ձյուն տեղաց, իսկ 1955 թվականին Կալիֆորնիայում՝ կանաչ ձյուն։
4. Բարձր լեռներում և Անտարկտիդայում կարելի է գտնել վարդագույն, կարմիր, մանուշակագույն, դեղնադարչնագույն գույների ձյունածածկ: Դրան նպաստում է մի արարած՝ ձյան քլամիդոմոնասը, որն ապրում է ձյան մեջ։
5. Երբ ձյան փաթիլն ընկնում է ջրի մեջ, այն արձակում է ուժեղ բարձր հաճախականության ձայն։ Մարդու ականջը չի կարող այն վերցնել, բայց ձկները կարող են, և ըստ գիտնականների, նրանց դա իսկապես դուր չի գալիս:
6. Նորմալ պայմաններում ձյունը հալվում է զրոյական Ցելսիուսի ջերմաստիճանում: Այնուամենայնիվ, երբ ենթարկվում է արևի լույսի, այն կարող է գոլորշիանալ նույնիսկ զրոյից ցածր ջերմաստիճանի դեպքում՝ միաժամանակ շրջանցելով հեղուկ ձևը։
7. Ձմռանը ձյունն արտացոլում է երկրի մակերևույթից արևի ճառագայթների մինչև 90%-ը՝ դրանով իսկ թույլ չտալով այն տաքանալ։
8. 1987 թվականին աշխարհում ամենամեծ ձյան փաթիլը գրանցվել է Ֆորտ Քոյում (ԱՄՆ): Դրա տրամագիծը 38 սմ էր։
Եզրակացություն
Այսպիսով, մենք վերլուծեցինք եղանակային այս երևույթը, որն այնքան խնայողաբար նկարագրված է հանրագիտարաններում և բառարաններում: Այժմ մենք գիտենք, թե ինչ ջերմաստիճանում է հալվում ձյունը, ինչ ջերմաստիճանում է հալվում, ինչպես, երբ և ինչու են ձյան գլանները հայտնվում և շատ ավելին:մյուսը՝ կապված ձմռան այս ամենագեղեցիկ ավետաբերի և ուղեկից։
