science >> Wetenschap >  >> Fysica

Sneeuwvlokken zijn niet zo uniek als je denkt

Krediet:Northeastern University

De delicate sneeuwvlagen die je uit je raam ziet vallen, schop van je stoep, en vloeken als ze in modderpoelen veranderen, hebben een behoorlijk lang avontuur voordat ze de grond bereiken. Een sneeuwvlok begint zijn afdaling naar het puntje van je neus of de bovenkant van je auto vanaf duizenden meters boven de aarde. Zijn reis begint wanneer ijs zich vormt rond een stofje en door wind door de wolken wordt geblazen, waar de kristallen dan uitgroeien tot kleine ijssterren.

En omdat het bijna niets weegt, het kan een sneeuwkristal uur duren om naar beneden te drijven.

Je hebt misschien gehoord dat geen twee sneeuwvlokken hetzelfde zijn, en dat is waar, maar ze verschillen niet echt van elkaar op moleculair niveau, zei Moneesh Upmanyu, een professor in werktuigbouwkunde en industriële techniek aan Northeastern.

Hij zei dat de vorm van een sneeuwvlok wordt bepaald door de temperatuur en vochtigheid van de lucht waar het zich vormt.

"Temperatuur bepaalt hoe snel watermoleculen zich hechten aan de sneeuwvlok, " zei hij. "Vochtigheid bepaalt hoeveel watermoleculen die de lucht verzadigen, beschikbaar zijn in de loop van zijn groei."

Wetenschappers hebben de kristalstructuren van sneeuwvlokken ingedeeld in acht algemene categorieën, inclusief kolommen, vliegtuigen, en onregelmatige deeltjes.

In tegenstelling tot hoe je sneeuwvlokken met de hand maakt, door een stuk papier te vouwen en willekeurig willekeurige vormen te snijden in de hoop op een sierlijke decoratie zodra je het ontvouwt, echte sneeuwvlokken vormen hun ingewikkelde patronen door warmte af te geven.

Terwijl ze uit de lucht vallen en watermoleculen ophopen, de bolvormige ijskristallen groeien dendrieten, die eruitzien als takken aan een boom. IJskristallen vormen van nature bollen, maar spruit kleine naalden naar buiten, omdat het de meest efficiënte manier is om warmte te verspreiden.

"Als er een lage luchtvochtigheid is, je zult vooral graag een voetvorm zien, " zei Upmanyu. "Maar als de temperatuur laag is, je zult iets zien dat lijkt op een zeshoekig prisma."

Hij zei dat het erg moeilijk zou zijn om de duidelijke vorm van een sneeuwvlok te zien tijdens een sneeuwstorm zonder de hulp van een microscoop of computersoftware, die de contouren van ijskristallen kan volgen met behulp van een driedimensionale afbeelding van een sneeuwvlok.

"Zelfs in een gecontroleerde omgeving, je kunt misschien maar twee verschillende vormen zien, " zei Upmanyu. "Maar in een sneeuwstorm, waar zoveel gebeurt, je zou alleen clusters van sneeuwvlokken zien samengeklonterd."

Dus hoewel je waarschijnlijk met je blote oog een kolomkristal niet van een vlak kristal kunt onderscheiden, je kunt nog steeds sneeuwvlokken tot sneeuwballen vormen om naar je vrienden te gooien terwijl je ingesneeuwd bent.