Snø er et resultat av et meteorologisk fenomen som består av nedbør av små iskrystaller . [ 1 ] Snøkrystaller antar geometriske former med fraktale egenskaper og er gruppert i flak.
Snø er vanndamp som gjennomgår høy avsetning i atmosfæren ved en temperatur under 0 °C og deretter faller til bakken. Det er sammensatt av små grove partikler og er et granulært materiale. Den har normalt en åpen og jevn struktur, bortsett fra når den er komprimert av ytre trykk. Den består av frosset krystallinsk vann gjennom hele livssyklusen, som begynner når det under passende forhold dannes iskrystaller i atmosfæren, vokser til millimeterstørrelse , feller ut og akkumuleres på overflater, for så å metamorfose på plass og til slutt smelter, glir eller sublimerer. [ 2 ]
Snøstormer organiserer og utvikler seg ved å livnære seg på kilder til atmosfærisk fuktighet og kald luft. Snøfnugg danner kjerne rundt partikler i atmosfæren og tiltrekker seg superkjølte vanndråper , som fryser til sekskantede krystaller. Snøflak har et bredt utvalg av former, inkludert blodplater, nåler, søyler og hard kalkstein . Når snøen bygger seg opp til en snøpakke, kan den blåse inn i driv. Over tid forvandles den akkumulerte snøen ved sintring , sublimering og fryse-tining . Når klimaet er kaldt nok til at årlig akkumulering kan oppstå, kan det dannes en isbre . Ellers smelter snø typisk sesongmessig, og forårsaker avrenning til bekker og elver og fyller opp grunnvann .
De viktigste snøutsatte områdene er polarområdene , den nordligste halvdelen av den nordlige halvkule og fjellområder rundt om i verden med tilstrekkelig fuktighet, kjølige temperaturer og høyde. På den sørlige halvkule er snø stort sett begrenset til fjellområder bortsett fra Antarktis . [ 3 ]
Snø påvirker menneskelige aktiviteter som transport : skaper behovet for å holde veier, vinger og vinduer klare; landbruk : skaffe vann til avlinger og sikring av husdyr ; idretter som ski , snowboard og snøscooterkjøring ; _ og til krig . Snø påvirker også økosystemene da den gir et isolerende lag om vinteren der planter og dyr kan overleve kulden. [ 4 ]
Snø utvikler seg i skyer, som igjen er en del av et større værsystem. Fysikken til utvikling av snøkrystaller i skyer er resultatet av et komplekst sett med variabler, inkludert fuktighetsinnhold og temperaturer. De resulterende formene til fallende krystaller kan klassifiseres i en rekke grunnleggende former og kombinasjoner derav. Noen ganger kan noen plateformede, dendritiske og stjernesnøflak dannes under en klar himmel med en inversjon av veldig kald temperatur. [ 5 ]
Snøskyer oppstår ofte i sammenheng med større værsystemer, hvorav det viktigste er lavtrykk, som ofte inkorporerer varme og kalde fronter som en del av sirkulasjonen. To ekstra og lokalt produktive snøkilder er innsjøeffekt (også haveffekt) stormer og løfteeffekter, spesielt i fjell.
LavtrykkssonerSykloner på middels breddegrad er lavtrykksområder som kan produsere alt fra skydekke og milde snøstormer til kraftige snøstormer. [ 6 ] I løpet av høsten, vinteren og våren på en halvkule kan atmosfæren over kontinentene være kald nok gjennom troposfærens dyp til å forårsake snøfall. På den nordlige halvkule produserer nordsiden av lavtrykkssonen mest snø. [ 7 ] På de sørlige mellombreddegradene er den siden av en syklon som produserer mest snø sørsiden.
FronterEn kaldfront , forkanten av en kjøligere luftmasse, kan produsere en frontal snøstorm, en intens frontal konveksjonslinje (ligner på et regnbånd), når temperaturen er nær frysepunktet ved overflaten. Den sterke konveksjonen som utvikles har nok fuktighet til å produsere blekeforhold der ledningen passerer, da vinden forårsaker kraftig snøfall. [ 8 ] Denne typen snøbyger varer vanligvis mindre enn 30 minutter på et hvilket som helst punkt i sin vei, men bevegelsen av linjen kan dekke store avstander. Frontale stormer kan dannes et kort stykke foran overflatekaldfronten eller bak kaldfronten, der det kan være et dypere lavtrykkssystem eller en serie bunnlinjer som fungerer likt en tradisjonell kaldfrontpassasje. I situasjoner der stormer utvikler seg etter fronten, er det ikke uvanlig at to eller tre bånd med lineære stormer passerer i rask rekkefølge bare 40 kilometer fra hverandre, og hver passerer det samme punktet i løpet av noen få sekunder.30 minutter. I tilfeller der det er mye vertikal vekst og blanding, kan svalen utvikle innskårne cumulonimbusskyer som gir opphav til lyn og torden, kjent som tordensnø.
En varm front kan produsere snø for en tid, som varm, fuktig luft
Effekter av innsjøer og havSnø-effekt oppstår under kjøligere atmosfæriske forhold, når en masse kald luft beveger seg over lange områder med varmere innsjøvann, varmer opp det nedre luftlaget som tar opp vanndamp fra innsjøen, stiger opp fra den kjøligere luften over, fryser det og legger seg på le (nedover) bredder. [ 9 ] [ 10 ]
Den samme effekten som oppstår over saltvannsmasser kalles haveffekt eller bukteffekt snø . Effekten forsterkes når den bevegelige luftmassen stiger på grunn av den orografiske påvirkningen av høydene til lekysten. Denne høyden kan produsere smale, men veldig intense bånd med nedbør som kan avsettes med en hastighet på mange centimeter snø hver time, ofte resulterer i store mengder snøfall totalt. [ 11 ]
Områder som er påvirket av snø på innsjø kalles "snøbelter". Disse inkluderer områder øst for De store innsjøene , de vestlige breddene av Nord - Japan , Russlands Kamtsjatka-halvøy og områder nær Great Salt Lake , Svartehavet , Det Kaspiske hav , Østersjøen og deler av Nord -Atlanterhavet . [ 12 ]
Snøfall er klassifisert avhengig av snøfallshastighet, sikt og vind.
Snøfall varierer etter sted, inkludert geografisk breddegrad , høyde og andre faktorer som påvirker det generelle været. På breddegrader nærmere ekvator er det mindre sjanse for snøfall. Breddegrad 35° blir ofte referert til som grensen. De vestlige kystene av de store kontinentene forblir snøfrie steder på mye høyere breddegrader .
Noen fjell, selv på eller i nærheten av ekvator , har permanent snødekke på de høyeste delene, inkludert Mount Kilimanjaro i Tanzania og Andesfjellene i Sør-Amerika. Motsatt får mange arktiske og antarktiske områder svært lite nedbør og genererer derfor svært lite snø til tross for den intense kulden (under en viss temperatur mister luften i hovedsak sin evne til å transportere vanndamp).
Et annet eksempel er New York City , som ligger på samme breddegrad som Madrid eller enda lenger sør enn Roma , som får mye mer snø enn de to sistnevnte; Det som hovedsakelig favoriserer det er kulden som bæres av den maritime strømmen i Labrador, som også favoriserer økningen i nedbør. Madrid og Roma er påvirket av Middelhavet og har to naturlige barrierer, henholdsvis Pyreneene og Alpene , så sjansene for snø er betydelig redusert.
Et annet eksempel forekommer i Pacific Patagonia , som er påvirket av Humboldt-strømmen (som kommer fra Antarktis) som tiltrekker kalde vinder fra dette kontinentet: når strømmen passerer utenfor kysten av Chile, tvinger Andes-barrieren til fuktig luft for å stige og utfelle all sin innhold på dens vestlige eller stillehavsskråning av Patagonia (Foehn- eller Föhn-effekten) [ 13 ] som forårsaker kraftig snøfall om vinteren, som stammer fra de største isfeltene på planeten utenfor polene. På grunn av dette får flere steder store mengder snø mens andre på samme breddegrad ikke gjør det. Slik faller det mye mer snø i den chilenske byen Puerto Natales , vendt mot Stillehavskysten, enn i den argentinske byen Río Gallegos , som ligger på en svært lik breddegrad, men på kysten av Atlanterhavet . Dette skyldes med andre ord at de fuktige luftmassene som bidrar med snønedbør alltid starter fra Stillehavet og beveger seg i retning fra vest til øst (fra Chile til Argentina) Dette faktum er avgjørende siden det i praksis betyr at den vestlige skråningen (den chilenske delen) alltid får første og mer snø. Alt dette forklarer hvorfor Chiles skisteder vanligvis starter sesongen i begynnelsen av juni, mens argentinske skisteder gjør det noen uker senere, mot midten eller slutten av juni. Dette forklarer også hvorfor chilenske stasjoner generelt setter opp flere meter snø [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]
Selv om snøtettheten varierer mye, er en veiledning at snødybden er 10 ganger større enn for nedbør som inneholder samme vannmasse .
Uventede snøfall forringer noen ganger infrastrukturen og forstyrrer tjenester, selv i regioner som er vant til dem. Trafikken kan bremses eller til og med stoppes helt. Grunnleggende infrastruktur som elektrisitet, telefon og naturgass kan bli avbrutt. En snørik dag er ofte en dag der skolen eller andre tjenester blir avlyst på grunn av nedbør. Dette kan skje selv i områder som typisk har svært lite snøfall med lett opphopning. Når snøakkumuleringen er for stor, tar det ofte tid å smelte, og blir dermed snøfelt .
Den høyeste daglige nedbøren i verden ble registrert ved Silver Lake , Colorado , USA, i 1921, med en høyde på 1,93 meter.
Et interessant spørsmål er hvorfor armene til snøfnugg er symmetriske , og hvorfor ingen to snøfnugg ser ut til å være identiske. Svaret antas å skyldes at snøflakenes lengdeavstander er mye større enn snøflakenes tverravstander.
Amposens armsymmetri er alltid seksarmet , basert på den sekskantede strukturen til vanlige iskrystaller (kjent som Ih -is ) sammen med deres "grunnplan".
Det er to allment kjente mulige forklaringer på symmetrien til snøfnugg. For det første kan det være kommunikasjon (informasjonsoverføring) mellom armene, der vekst i hver arm påvirker veksten i dens motsatte ende. Overflatespenning eller fononer er en av måtene slik kommunikasjon kan skje. Den andre forklaringen, som ser ut til å være en rådende versjon, er at armene til et snøfnugg vokser uavhengig i et miljø som antas å variere raskt i temperatur, fuktighet og så videre. Dette miljøet antas å være relativt romlig homogent i skalaen til et enkelt flak, noe som får armene til å vokse med et høyt nivå av visuell likhet, og reagerer på samme måte på identiske miljøforhold, på samme måte som trær uten tilsynelatende forhold reagerer til miljøendringer ved å generere svært like ringer på stammene deres. Forskjellen i miljøet ved skalaer større enn et snøfnugg fører til den observerte mangelen på korrelasjon mellom formene til forskjellige snøfnugg.
Konseptet om at ingen snøflak er identiske er imidlertid feil: det er fullt mulig, men usannsynlig, at et par snøfnugg kan være visuelt identiske hvis miljøene deres er like nok, enten fordi de vokser veldig nær hverandre. en annen, eller bare som et spørsmål om sannsynlighet. American Meteorological Society har rapportert at identiske snøkrystaller ble oppdaget av Nancy Knight, [ 17 ] fra National Center for Atmospheric Research. Krystallene var ikke flak i generell forstand, men hule sekskantede prismer .
Snøfall kan forstyrre infrastruktur og offentlige tjenester og lamme menneskelig aktivitet, selv i regioner som er vant til slike værforhold. Luft- og bakketransport kan stenge helt. Befolkninger som bor i snøutsatte områder har utviklet forskjellige måter å reise gjennom snøen på, for eksempel ski , truger og sleder trukket av hester , hunder eller andre dyr, og/eller snøscootere . Grunnleggende verktøy som elektrisitet , telefonlinjer og gassforsyninger kan også svikte. Snøfall kan ha en liten negativ effekt på den årlige ytelsen til solcelleanlegg.
De kombinerte effektene kan føre til en "snødag" der tjenester som skole eller jobb offisielt kanselleres. I områder som normalt har svært lite eller ingen snø, kan det oppstå mange flere negative effekter, da disse områdene ikke er satt opp for å håndtere små snømengder.
Oppsamlet snø fjernes for å gjøre reisen enklere og tryggere, og for å redusere den langsiktige virkningen av et kraftig snøfall. Denne prosessen bruker snøploger og snøfresere og ofte spray av salt eller andre kloridbaserte kjemikalier, som senker smeltetemperaturen til snø. I noen områder med mye snøfall, som Yamagata Prefecture , Japan , høster folk snø og lagrer den omgitt av isolasjon i ishus. Dette gjør at snøen kan brukes om sommeren til kjøling og klimaanlegg, noe som krever mye mindre strøm enn tradisjonelle kjølemetoder.
Mange vintersporter, som ski eller snowboard , er avhengig av snø. Der det er lite snø, men temperaturen er lav nok, kan snøkanoner brukes til å produsere en tilstrekkelig mengde for slike idretter. Barn og voksne kan leke på slede eller kjøre på slede. Snødekke regnes som en generell fare ved fotturer, fordi snø skjuler landemerker og får selve landskapet til å se ensartet ut.
En av de gjenkjennelige rekreasjonsbrukene av snø er bygging av snømenn. En snømann skapes ved å lage en snømannformet figur – ofte ved hjelp av en stor, formet snøball for kroppen og en mindre snøball for hodet, som ofte er dekorert med enkle gjenstander hjemmefra – tradisjonelt inkludert en gulrot for nesen, og kull for øyne, nese og munn; noen ganger inkludert gamle klær, for eksempel en topplue eller skjerf.
Snøen kan brukes til å lage snøballer . I flate områder med snø kan snøengler lages, et populært tidsfordriv for barn. Snø kan brukes til å endre formatet på utendørsspill som Capture the Flag, eller til snøballkamper. Verdens største snøslott, Kemi SnowCastle, bygges i Kemi , Finland hver vinter . Siden 1928 har Michigan Technological University i Houghton , Michigan holdt et årlig vinterkarneval i midten av februar (boreal vinter), der en stor snøskulpturkonkurranse finner sted blant forskjellige klubber, brorskap og samfunnsorganisasjoner. og universitetet. Hvert år er det et sentralt tema, og det deles ut priser basert på kreativitet. Snøballturneringer i softball arrangeres i snødekte områder, vanligvis med en lys oransje baseball for synlighet, og burlapsekker fylt med snø for basene.
Varmen som trengs for snøsmelting kommer fra en rekke kilder; det mest naturlige er direkte solstråling . Mengden effektiv stråling som trengs for snøsmelting avhenger av reflekterende kraft eller albedo til selve snøen. Nesten 90 prosent av strålingen som treffer ren, nyfallen snø reflekteres uten å forårsake smelting. Skitten snø, som har falt for en tid siden og har samlet støv på overflaten, vil reflektere mindre solstråling, og derfor vil samme mengde solstråling smelte den mer.
Varmen i luften er en annen viktig faktor for naturlig snøsmelting. På grunn av den lave varmeledningsevnen til stillestående luft, smeltes en liten mengde snø av luftens varme hvis det ikke er bris eller vind tilstede. Faktisk setter turbulensen forårsaket av vinden en stor mengde luft i kontakt med snøen, noe som øker smeltingen betraktelig.
Hvis damptrykket i luften er høyere enn isens ved 0 °C , bidrar turbulens også med fuktighet fra luften som kan kondensere på snøoverflaten. Siden varmen som kreves for kondensering av vann ved 0 °C er 596 cal/g, og for smelting av is er den bare 80 cal/g, vil kondensering av 25,4 mm vann på overflaten føre til en smelting på ca. mm vann som kommer fra snøen. Fordi konvektiv smelting av varm luft og kondens er avhengig av turbulens, er vindhastighet en svært viktig faktor for å bestemme hastigheten på snøsmeltingen.
Regn gir også varme til snøen, siden regnvann har en temperatur over frysepunktet. Mengden vann M s smeltet, i mm vann, som et resultat av en nedbør på P mm, kan beregnes ved et enkelt kalorimetrisk uttrykk:
Hvis T w = 10 °C , vil 10 mm regn smelte bare 1,25 mm snøvann. Som man ser er nedbør mindre viktig som snøsmeltemiddel enn man generelt tror. Faktisk er faktorene som er ansvarlige for den raske smeltingen av snø under regn, varm luft, sterk vind og det høye fuktighetsinnholdet som følger med regn.
Snøen som samles i skråningene til aktive vulkaner , slik som de fleste av vulkanene i Sør-Amerika , kan smelte veldig raskt på grunn av en variasjon i aktiviteten til vulkanen, og forårsake snøskred av vann og gjørme som er svært farlige for populasjoner som ligger på skråningene av vulkanen, som i tilfellet med Villarrica-vulkanen i Chile i februar 2015.
Fra et hydrologisk synspunkt utgjør snøen en reserve av vann, akkumulert på overflaten av det hydrografiske bassenget , og som vil bli gjort tilgjengelig for bruk på et senere tidspunkt enn nedbøren, i den grad den smelter; dermed blir et visst volum vann som har falt ut som snø om vinteren tilgjengelig, for ikke-rekreasjonsbruk, om våren.
Verdensrekorden for sesongens største totale snøfall var i USA var ved Mount Baker Ski Area, utenfor byen Bellingham , Washington , i løpet av sesongen 1998–1999, som fikk 2 896 cm snø, [ 18 ] og overgikk dermed den forrige rekorden, fra Mount Rainier , også i Washington, som i sesongen 1971–1972 fikk 2850 cm snø. [ 19 ]
Verdensrekorden for det største gjennomsnittlige årlige snøfallet er 1 764 cm, [ 20 ] målt ved Sukayu Onsen, Japan , i perioden 1981–2010.
Rekorden for det største gjennomsnittlige årlige snøfallet i Nord-Amerika er 1630 cm, [ 21 ] målt ved Mount Rainier, Washington.
Verdensrekorden for snødybde er 1.182 cm. Den ble målt i skråningen av Mount Ibuki i Shiga Prefecture , Japan, i en høyde av 1200 m 14. februar 1927 . [ 22 ]
Den nordamerikanske snødybderekorden er 1150 cm, målt ved Tamarack , California , i en høyde av 2100 m i 1911. [ sitat nødvendig ]
Den snørikeste byen i verden med en befolkning på over én million er Sapporo , Japan, med et gjennomsnittlig årlig snøfall på 595 cm.
Et utvalg fotografier tatt av Wilson Bentley (1865-1931) av forskjellige iskrystaller i snøflak:
Klima | |
---|---|
Årstider | Vinter - Vår - Sommer - Høst - Tørrsesong - Regntid |
Nedbør | Front - Duskregn - Iskorn - Hagl - Ispellets - Regn - Byger - Underkjølt regn - Snø - Sludd - Snøpellets - ( Snørull ) |
stormer | Sky - Støvstorm - Ekstratropisk syklon - Brannstorm - Lyn - Supercell - Elektrisk storm - Tornado - Lov - Tropisk syklon - Vannmanga - Isstorm - La Niña - El Niño |