Вся правда о московских снежинках

О снежинках каждый думает по-своему. Реалист усмехнется: это всего лишь капельки воды, прихваченные морозцем. Романтик же вздохнет: двух одинаковых снежинок не бывает, а если уж встретишь вдруг таковые, тут же загадывай желание. Ведь не зря же в средние века снежинкам приписывали сверхъестественные свойства.Корреспондент «Вечерки» решила расспросить ученых: как же устроены эти загадочные снежные кристаллы? Почему образуется «неправильный снег» и чем он опасен? А заодно взять да и вырастить снежинку, а то и парочку самой. И пусть кристалликов окажется мало, зато они будут экологически чистыми и, что ценно, неповторимыми.[b]Холодная арифметика[/b]– Самое распространенное заблуждение, что снежинки – это замерзшие капельки воды, – рассказывает профессор Владимир Голубев, ведущий научный сотрудник лаборатории моделирования криосферных процессов географического факультета МГУ. – На самом деле снежные кристаллы образуются за счет конденсации водяных паров на микроскопической аэрозольной частице.Так что для «строительства» классической снежинки необходимы три составляющие: аэрозольные частицы, которых всегда достаточно в атмосфере, водяной пар и минусовая температура.Как только на поверхности аэрозольной частицы сформировался зародышевый кристаллик, колдовство начинает матушка природа. Разгадка симметрии снежинок кроется в кристаллической решетке льда, молекулы которой образуют правильные шестиугольники.По-другому они просто не могут. Молекулы, может, и хотели бы соединиться как придется. Однако законы физики им этого «не велят», поскольку для присоединения в неположенном месте потребуются дополнительные энергозатраты. Молекулы перемещаются по поверхности частицы, как тараканы в поисках лазеек, а пристроиться могут только в углах шестиугольника – там для «стыковки» не нужно дополнительной энергии. В этот момент на снежинке и появляются отростки.В зависимости от влажности в атмосфере и времени странствия в разных слоях, растущая снежинка становится либо разлапистой и пушистой, либо несуразным столбиком, иногда даже полым внутри.Красивые тончайшие снежинки-иголочки выпадают обычно в Якутии, Антарктиде и в Гренландии. Они образуются при очень низкой температуре – минус 30–40 градусов и небольшой абсолютной влажности воздуха. При этом относительная влажность достаточно высока. Потому что чем холоднее, тем ниже сама абсолютная норма – следовательно, любое превышение уже ощутимо.– Если мы переместимся в область условно высоких температур, где минус 3–4 градуса, с неба будут сыпаться обледеневшие кристаллики – град или крупа, – продолжает Владимир Николаевич. – Все остальные варианты снежинок между ними.Сколько их в действительности, точно до сих пор неизвестно. Согласно Международной классификации форм атмосферных ледяных кристаллов существует порядка 80 основных типов снежинок.Причем многие с заумными названиями типа «плотная снежинка в виде комочка», «плотная снежинка с необрезанными отростками», «крупа с признаками гексагональной структуры».Так что, по мнению многих ученых, вся эта классификация – вещь достаточно условная. Возможно, когда-нибудь каждому типу снежинки придумают собственное имя, например, «тайфун», «белая звезда» или «холодный цветок».[b]Техногенные осадки[/b]О многообразии снежинок задумывались еще наши предки. И очень часто они приписывали ледяным кристалликам магические свойства. Отсюда убеждение, что, найдя две одинаковые снежинки, можно загадывать желание, и оно непременно исполнится. Попробуй-ка, отыщи такие! Зато техногенные снежинки от классических можно даже без микроскопа отличить. По словам Владимира Голубева, для мегаполисов техногенный снег – обычное дело. В первой половине прошлого века во многих европейских городах, отапливаемых углем, частенько выпадал черный снег. Цветными осадками «радуют» жителей города с плохой экологией.В лаборатории при минусовой температуре хранятся образцы снега из разных регионов, даже арктический есть. В том числе для студентов припасли и пакетик «аномального». Под микроскопом, при сильном увеличении, его кристаллы выглядят как полуфабрикаты.– Им не хватило времени и питательной среды, чтобы сформироваться, – объясняет Владимир Голубев. – Аэрозольных частичек (основы для строительства кристаллов) накопилось много, потому что несколько дней не было осадков, а влаги оказалось недостаточно.В результате «детонатором» стал обычный выброс городских ТЭЦ в атмосферу. Снег-то пошел, но он впитал всю грязь, скопившуюся в нижних слоях атмосферы.[b]Очумелые ручки[/b]Самый лучший способ проникнуть в суть явления – попытаться его воссоздать. На Западе многие с успехом проводят такой эксперимент. Последнее слово «очумелых ручек» – самодельные диффузионные камеры для создания дизайнерских снежинок... Дно такой камеры охлаждается до минус 40, а в верхней части поддерживается температура плюс 40. Таким образом, в центре устройства образуется воздух, перенасыщенный водяными парами – то, что нужно для роста ледяных кристаллов.Высоту подставки, на которой крепится охлаждающая пластина, можно регулировать. И, зная закономерности роста кристаллов, реально «построить» снежинку любой заданной формы. На все про все уходит от нескольких часов до нескольких дней.…Диффузионной камеры у нас не было, поэтому мы поступили проще. Взяли 5-литровую пластиковую бутылку. Прорезав отверстие в основании, закрепили источник пара – стакан с теплой водой.«Холодильник» у нас был сверху, причем роль охладителя выполнял «рассол» из соли и снега, общая температура которого держалась на уровне минус 20°C.Устройство работало предельно просто. Теплопроводящий стерженек (обычная проволока) одной своей частью утопал в рассоле, другая должна была стать центром кристаллизации и притягивать молекулы воды. Как следствие, на стержне пышным цветом распускались бы снежинки. Достигнув критической массы, каждая устремлялась бы вниз, оставляя место для следующей.К сожалению, поставить производство снежинок на поток нам не удалось. Конструкция начала подтекать, и эксперимент пришлось свернуть. Не зря же снежинкам приписывают магические свойства…[b]На заметку[i]5 МИФОВ О ЛЕДЯНЫХ КРИСТАЛЛАХ[/i]1. Искусственный снег идентичен натуральному.[/b]Это не так. Снежные пушки распыляют мелкие капли воды, которые замерзают еще в полете. Поэтому они выглядят как льдинки, а настоящие снежинки имеют форму кристаллов.[b]2. Заморозив растаявшую снежинку, можно вернуть ей первоначальную форму.[/b]Это невозможно. Никакой долгосрочной памяти воды не существует (о чем так любят рассказывать некоторые энтузиасты) – тем более что снежинки образуются не из воды, а из пара.[b]3. Все снежинки белого цвета.[/b]На самом деле кристаллики льда прозрачные. Однако сложная форма снежинок и способность льда преломлять, отражать и рассеивать свет приводят к тому, что глаз «считывает» только белый спектр. В глубине снег становится крупнокристаллическим, а потому появляется синий оттенок.[b]4. Все снежинки одинаковые.[/b]Точно так же, как порой неуловимо отличаются близнецы (например, расположением родинок), отличаются и снежинки. Даже те, что формировались в схожих климатических условиях.[b]5. Снег всегда скрипит.[/b]Это не так. Снег скрипит, когда температура ниже минус 12°C и у кристаллов ломаются лучики.Кстати, набравшись опыта, по скрипу можно определять температуру воздуха на слух.[b]Справка «ВМ»[/b][i]Первым тайну снежных кристаллов попытался разгадать Иоганн Кеплер. В благодарность одному из своих покровителей он написал трактат «Новогодний подарок, или О шестиугольных снежинках». Это было в далеком 1611 г. Не зная многих законов физики, Кеплер правильно охарактеризовал свойства льда.А наиболее полное исследование строения снежинок произвел японский физик Укичиро Нагая. Ему же принадлежит одна из принятых ныне классификаций снежинок.[/i]