Het team was gevestigd in een skigebied in de buurt van Salt Lake City en vocht met een ongekende sneeuwhoogte van 900 centimeter. Ze filmden tegelijkertijd sneeuwval en maten atmosferische turbulentie. Met behulp van een apparaat dat ze hebben uitgevonden en dat gebruik maakt van laserlicht, verzamelden ze informatie over de massa, grootte en dichtheid van sneeuwvlokken.

"Over het algemeen vinden we, zoals verwacht, dat 'pluizige' sneeuwvlokken met een lage dichtheid het meest reageren op omringende turbulente draaikolken", zegt Garrett.

Ondanks de complexiteit van het systeem ontdekte het team dat sneeuwvlokversnellingen een exponentiële frequentieverdeling volgen met een exponent van drie helften. Bij het analyseren van hun gegevens ontdekten ze ook dat fluctuaties in de eindsnelheidsfrequentieverdeling hetzelfde patroon volgden.

‘Sneeuwvlokken zijn gecompliceerd en turbulentie is onregelmatig. De eenvoud van het probleem is eigenlijk behoorlijk mysterieus, vooral gezien het feit dat er een overeenkomst bestaat tussen de variabiliteit van de eindsnelheden – iets dat ogenschijnlijk onafhankelijk is van turbulentie – en de versnellingen van de sneeuwvlokken wanneer ze plaatselijk worden getroffen door turbulentie," zei Garrett.

Omdat de grootte de eindsnelheid bepaalt, is een mogelijke verklaring dat de turbulentie in wolken die de sneeuwvlokgrootte beïnvloedt, verband houdt met de turbulentie gemeten op de grond. Toch blijft de factor drie helften een mysterie.

De onderzoekers zullen hun experiment deze winter opnieuw bekijken, waarbij ze een mist van oliedruppeltjes zullen gebruiken om turbulentie en de impact ervan op sneeuwvlokken nader te bekijken.

Meer informatie: Dhiraj Kumar Singh et al, Een universele schaalwet voor Lagrangiaanse sneeuwvlokversnellingen in atmosferische turbulentie, Physics of Fluids (2023). DOI:10.1063/5.0173359

Journaalinformatie: Fysica van vloeistoffen

Aangeboden door American Institute of Physics