Iga kord talve ja lumesaju saabudes kogeme mingisugust emotsionaalset puhangut. Linna katnud valge loor, tihedad metsad ja võsad, lõputud põllud ja laiad jõed ning päikese käes veidr alt säravate riietesse mähitud puud ei jäta ükskõikseks ei last ega täiskasvanut. Lapsena võisime istuda tundide kaupa akna taga ja vaadata, kuidas lumehelbed aeglaselt tiirutades mööda lendavad ja vaikselt maapinnale langevad… Uurisime sageli nende ehitust, püüdes leida kahte ühesugust, lakkamata üllatumast selle maagilise hiilguse ilu ja keerukus.
Lumine talv täidab lapse hinge alati rõõmu ja seletamatu naudinguga. Aja jooksul, kui laps suureks kasvab, see tunne nüristab, kuid siiski külmub kuskil hingesügavuses kõik ning naudime looduse valge loori all magavat ilu. Imikud küsivad sageli oma vanematelt:"Ja mis on lumi?" Täiskasvanud vastavad tavaliselt ühesilpides, nad ütlevad, et see on külmunud vesi. Meie artiklis püüame käsitleda mitte ainult küsimust, mis on lumi, vaid ka selle omadusi, nii teaduse kui ka luule poolelt.
Mida entsüklopeediad ütlevad?
Dali sõnaraamat vastab küsimusele, mis on lumi, järgmiselt: see on jäätunud veeaur, mis langeb helveste, pilvedest tükkidena; lahtine jää, mis asendab talvel vihma. Nagu näha, on seletus üsna ihne. Ka kõiketeadja Vikipeedia on lakooniline, öeldes, et lumi on sademete vorm, mis koosneb väikestest jääkristallidest. Entsüklopeediline sõnaraamat teatab järgmist: lumi on tahke atmosfääri sade, mis koosneb erineva kujuga jääkristallidest; lumehelbed on kõige sagedamini kuusnurksete plaatide või tähtede kujul; välja kukkuda, kui õhutemperatuur langeb alla null kraadi Celsiuse järgi. Selgub, et kõik sõnaraamatud ja entsüklopeediad räägivad sama juttu, kuid need ei too selgust küsimuses, mis on lumi. Sel juhul pöördume täppisteaduste poole.
Ajalooline taust
Kust tuleb lumi? Millest see koosneb? Mis on selle temperatuur? Nende ja paljude teiste selle loodusnähtusega seotud küsimuste vastu on teadlasi üle kogu maailma huvitanud juba väga pikka aega. Nii avaldas astroloog ja astronoom Kepler aastal 1611 teadusliku traktaadi "Kuusnurksetest lumehelvestest". Autor on õppinud väga pragmaatiliseltlumekristallid kogu geomeetria raskusastmes. Tema töö moodustas aluse sellisele teadusele nagu teoreetiline kristallograafia. Teine kuulus XVII sajandi tegelane, prantsuse matemaatik ja filosoof René Descartes, uuris samuti lumehelveste kuju. Ta kirjutas 1635. aastal visandi, mis lisati hiljem teosesse "Meteooride kogemus". Tulevikus on teadlased üle maailma kaalunud lugematuid kordi küsimust, millest lumi koosneb.
Kas tänapäeva teadlased uurivad seda nähtust?
Tänapäeval räägitakse lastele isegi lasteaedades, et lumehelbed on kuusnurga kujulised, et nende muster on ainulaadne ja et pole kahte ühesugust lumehelvest. Näib, et kõik on juba teada: millisel temperatuuril lumi sulab, millisel temperatuuril sajab lund ja palju muud. Sellegipoolest pole teadlased kaotanud huvi selle looduse ime vastu ja uurivad endiselt lumehelveste tekkeprotsesse. Selgub, et need tekivad niinimetatud kristallisatsioonituumade ümber ja mis kõige huvitavam, võivad need olla väikseimad tolmuosakesed, tahma, taimede õietolmu ja isegi eosed.
Luuletajate lauldud lume kvaliteet
Niiksumine on huvitav efekt. Seda on kuulda vaid erakordselt pakase ilmaga. Seega, kui on suhteliselt soe päev, siis lumikate vaikib. Ja tõelise talvekülma ajal käitub see hoopis teisiti. Inimesed on juba ammu märganud: mida madalam on lume ja õhu temperatuur, seda kõrgem on kriuksumise toon. Teadlased suutsid välja mõelda, et see efekt ilmneb mikroskoopiliste jääkristallide purustamise tulemusena. Kui lume temperatuur langeb, muutuvad need kristallid rabedamaks ja kõvemaks, mistõttu nad teevad kriuksuvat häält, purunedes autode rataste ja meie jalgade all. Kui purustame ühe sellise kristalli, siis selle väiksuse tõttu ei kuule me midagi. Selliseid peeneid helisid ei suuda inimkõrv tabada. Kuid ühendatuna suudavad kristallid luua erakordse muusikalise tausta. Just seda kriiksumist laulavad luuletajad oma teostes.
Miks sajab lund või vihma?
Sademeid seostatakse paljudest erineva struktuuri ja suurusega elementidest koosnevate pilvemasside tasakaalustamatusega (stabiilsusega). Mida homogeensem on see koostis, seda stabiilsem on pilv ja vastav alt sellele, seda kauem see sademeid ei anna. Millises vormis need maapinnale langevad, sõltub alampilvekihi õhumassi temperatuurist, aga ka pilve enda kõrgusest ja struktuurist (reeglina on see segatud, see tähendab, et see koosneb jahutatud tilkadest vesi ja jääkristallid). Vaatame, mis sellest järeldub. Pilvest välja kukkudes läbib see segu teel planeedi pinnale alampilvemassi. Kui temperatuur on piisav alt kõrge, siis jääkristallid sulavad ja muutuvad tavaliseks vihmaks positiivse tilgatemperatuuriga. Mõnikord ei pruugi lumehelvestel pilvede madala kõrguse tõttu jõuda täielikult sulada ja sel juhul sajab märg lund. Seetõttu võib hooajavälisel ajal esineda segasadu. Kui alampilvemassi temperatuur on negatiivne, siis antud juhul on tegemist lihtsa lumega.
Miks sajab vahel suvel lund ja talvel vihma?
Mõtlesime välja, mis temperatuuril sajab lund ja millisel temperatuuril sajab. Mõnikord juhtub aga uskumatuid nähtusi, näiteks võib suvel sadada lund, talvel sadada vihma. Mis seletab selliseid kataklüsme? Proovime mõista, miks see juhtub. Teadlased selgitavad seda nähtust kui kõrvalekallet atmosfääri protsesside normaalsest arengust. Nii võivad talvel soojade lõunamere basseinidest liikuvad niiskusrikkad sooja õhumassid siseneda keskmistele laiuskraadidele. Selle tulemusena algavad sulad, mis väljenduvad sadanud lume sulamises, aga ka sademetena vihma kujul. Suvel võib täheldada vastupidist olukorda, st Arktikast võib külm õhumass lõunasse läbi murda. Sooja frondi taandumisel tekivad väga võimsad pilved ning kahe erineva temperatuuriga õhumassi eraldusjoonel on sademeid väga palju. Kõigepe alt vihmana ja seejärel koos järgneva jahtumisega ja vähese pilvisusega lihtsa või märja lumena. Lõunapoolsetes piirkondades juhtub seda harva, samas kui maapinna temperatuur jääb positiivseks.
Lumirullid – mis see anomaalia on?
Kui näete esimest korda seda looduse imet, otsustate, et see on inimkäte looming. Tegelikult keerutab sellised teed või rullid loodus ise. See on üsna haruldane meteoroloogiline nähtus. Lumerullid tekivad tuule veeremisel lund, kuni see võtab kaalu ja suurust juurde. Mul on tavaliselt sellised näitajadsilindri kuju, kuid on ka erandeid. Seda nähtust võib täheldada ainult piirkondades, kus on tugev puhanguline tuul, kerge märg lumi ja ainult avatud aladel. Lumerullid veerevad üle stepi kui tühjad tünnid. Nende suurus võib ulatuda 30 cm läbimõõduni ja 30 cm laiuseni. Tegelikult võib lumisel väljal korraga ilmuda sadu üksikuid rulle. Igaüks neist jätab jälje – omamoodi tee, mis näitab läbitud tee trajektoori. Lumerullid tekivad sageli talvetormide ajal, kui tuul on tugev ja lumi värske. Õhutemperatuur peaks olema nullilähedane.
Lumerulli vormimise protsess
See juhtub järgmiselt: maa pind peab olema kaetud jahvatatud jääkoorikuga või vana pakitud lumega, sel juhul on langevad lumehelbed koos aluskihiga vähese nakkumisega. Sel juhul peaks alumisel kihil olema negatiivne temperatuur ja ülemisel - positiivne (veidi üle null kraadi). Siis on värskel lumel kõrge "kleepuvus". Optimaalseks temperatuuriks loetakse alumisel kihil miinus kaks kraadi ja ülemisel pluss kaks kraadi. Puhakas tuul peab olema kiirusega üle 12 m/s. Rulli teke algab siis, kui tuul lumetüki "välja kaevab". Edasi moodustuvad tuule mõjul üle põllu veerevad väikesed tükid, mis kasvavad iga meetriga üha suureneva märja lumekihiga. Kui rull muutub liiga raskeks, peatub see. Seega sõltub selle suurus otseselt õhuvoolu kiirusest.
Huvitavaid fakte lume kohta
1. Lumehelves on 95% õhk. Tänu sellele langeb ta väga aeglaselt, kiirusega 0,9 km/h.
2. Lume valge värvuse põhjuseks on õhu olemasolu selle struktuuris. Sel juhul peegelduvad valguskiired jääkristalli piirilt õhuga ja hajuvad.
3. Ajalugu on registreerinud juhtumeid, kus sajab värvilist lund. Niisiis sadas 1969. aastal Šveitsis musta lund ja 1955. aastal Californias rohelist lund.
4. Kõrgmägedes ja Antarktikas võib leida roosa, punase, lilla, kollakaspruuni värvi lumikatte. Sellele aitab kaasa olend – lumeklamüdomoon, kes elab lumes.
5. Kui lumehelves vette kukub, kiirgab see tugevat kõrgsageduslikku heli. Inimkõrv ei saa seda kinni, aga kalad küll ja teadlaste sõnul see neile tõesti ei meeldi.
6. Tavatingimustes sulab lumi null kraadi Celsiuse järgi. Päikesevalgusega kokkupuutel võib see aga aurustuda isegi miinustemperatuuridel, jättes samas vedelast vormist mööda.
7. Talvel peegeldab lumi maapinn alt kuni 90% päikesekiirtest, takistades seeläbi selle soojenemist.
8. 1987. aastal registreeriti Fort Coys (USA) maailma suurim lumehelves. Selle läbimõõt oli 38 cm.
Kokkuvõtteks
Nii me analüüsisime seda ilmastikunähtust, mida entsüklopeediad ja sõnaraamatud nii napilt kirjeldavad. Nüüd teame, mis temperatuuril lumi sulab, mis temperatuuril see sulab, kuidas, millal ja miks lumerullid tekivad ja palju muud.teine, mis on seotud selle kõige ilusama talvekuulutaja ja kaaslasega.
