Такие разные ... снежинки

[asfount]

Всё о снежинках

Несмотря на то, что для большинстсва людей снежинки - это просто что-то легкое пушистое или мокрое холодное, в зависисмости от степени романтичности душевного настроя, тихо падающее с неба или скрипящее под ногами, рисующие непостижимые узоры на стеклах или заваливающее пути и дороги, многие серьезные ученые посвящают уйму времени обстоятельному изучению этих маленьких снежных кристалликов, классифицируя и анализируя их физические и химические свойства, пытаясь создать новые, дизайнерские, "фасоны" и даже штурмуя в поисках редчайших экземпляров горные вершины и арктические пустыни.

Снежинки индивидуальны, как отпечатки пальцев, но тем не менее все их можно отнести к той или иной разновидности в зависимости от формы. Зная основные из них, можно наповал сразить знакомых своими глубочайшими познаниями в снежинковедении.

Для начала немного терминологии:
Снежный кристалл - наименьшая структурная единица снежинки, например дендрит или пластинка. Снежинкой же может называться как отдельный кристалл, например, в форме звездочки или пластинки, так и более крупное образование из нескольких кристаллов, например, пространственный дендрит.

Классификация снежинок

В 1951 году Международная Комиссия по Снегу и Льду приняла довольно простую и получившую широкое распространение классификацию твердых осадков. Согласно этой системе, существует семь основных видов кристаллов: пластинки, звёздчатые кристаллы, столбцы (или колонны), иглы, пространственные дендриты, столбцы с наконечником и неправильные формы. К ним добавились еще три вида обледеневших осадков: мелкая снежная крупка, ледяная крупка и град.

Более подробная классификация осадков была предложена японским физиком Укичиро Накая (Ukichiro Nakaya) - он выделял 41 вид снежных осадков. Предложенная им система была еще более детализирована и расширена до 80 отдельных морфологических форм метеорологами С. Магоно и К.В. Ли в 1966 г. Ознакомивщись с ней в полном объеме, вы никогда не ошибетесь в названии снежинки, свалившейся вам на голову в любом месте земного шара.

[asfount]

Итак:
Звёздчатые дендриты

Дендрит - кристалл или другое образование, имеющее древовидную, ветвящуюся структуру. Звёздчатые дендриты имеют шесть симметричных основных веток и множество расположенных в произвольном порядке ответвлений.
Обычно такие кристаллы достигают 5 мм и более в диаметре, но как правило, они плоские и тонкие - всего 0.1 мм.



Секторные пластинки
Множество ледяных ребер как будто делят лопасти снежинок на сектора.

Как и звёздчатые дендриты, это плоские, тонкие осколки льда.





Полые колонны

Хотя плоские, пластинчатые снежинки больше притягивают взгляд, тем не менее самой распространенной формой снежных кристаллов является колонна или столбик.

Такие полые столбики могут быть шестигранными, в виде карандаша, конически заостренные на концах.





Иглы

Столбчатые кристаллы могут вырастать такими длинными и тонкими, что становятся похожими на иголки.

Иногда внутри них сохраняются полости, а иногда концы расщепляются на несколько веточек.




Пространственные дендриты

Очень интересные конфигурации получаются, когда плоские или столбчатые кристаллики срастаются или спрессовываются, образуя объемные структуры, где каждая веточка расположена в своей плоскости.






Столбики с наконечниками

Изначально такие кристаллы имеют столбчатую форму, но в результате некоторых процессов меняют направление роста, превращаясь в пластинки.

Такое может произойти, если, например, кристалл заносит ветром в зону с другой температурой.




Покрытые инеем кристаллы

Кристаллы растут в толще облаков, состоящих из мельчайших водяных капель.

Примерзая к снежным кристаллам, эти капельки образуют на них слой инея, иногда весьма толстый, так что образуются мелкие градины или ледяная крупа.

[asfount]

Кристаллы неправильной формы

На долю снежинки может выпасть немало приключений, она может попасть в зону турбулентности и потерять в ней некоторые из своих веточек или разломаться совсем.
Обычно таких "покалеченных" снежинок много в сыром снеге, т.е. при относительно высокой температуре, особенно при сильном ветре.

Почему они разные:
В основном, форма зависит от температуры воздуха. При -2 градусах Цельсия образуются пластинки, при -5 C - столбцы, при -15 C - снова пластинки, а различные комбинации пластинок и столбцов характерны для более низких температур, около -30 C. При низкой влажности более распространены простые формы, с ростоом влажности они усложняются. Самые необычные формы - длинные иглы при -5 С и тонкие длинные пластины при -15 С образуются при достаточно высокой влажности.

Можете считать, что вам несказанно повезло, если вам встретилась одна из этих редчайших форм:

Двенадцатипалая снежинка


Треугольная


"Пуля"


"Наконечник стрелы"


Двойная призма


Пирамида


шансы обнаружить одну из них и снежного человека примерно равны.

И все же некоторым это удавалось, и, по-видимому, настолько поразило воображение, что оторваться было уже невозможно. Начиналось все, конечно же, с невинных разглядываний, сначала через увеличительное стекло, потом в микроскоп, потом в ход пошла сложная оптическая техника, на радость производителей фотоаппаратов, объективов, светофильтров и осветительных приборов. Кстати, правильное освещение объекта, т.е. снежного кристалла, есть чуть ли не наибольшая проблема, так как найти контрастный фон для сих прозрачных и хрупких по природе своей созданий и не нарушить красоту - весьма нетривиальная задача.

[asfount]

Как профессионально сфотографировать снежинку

Фотосессия начинается с охоты на снежинку. На металлическую, как правило, пластину, тихо падает снег, который нужно периодически сметать щеточкой в ожидании уникального экземпляра дивной красоты. Дождавшись, его нужно с величайшей осторожностью, не дыша, смести на приборное стекло микроскопа и поместить под дуло фотокамеры. Все это, естесственно, происходит в диком холоде.

Есть еще один хитрый способ: поймать снежинку в чашку Петри с гексаном, чтобы предотвратить испарение, или, как вариант, на стекло, смазанное моторным маслом,а сверху залить снежинку силиконовым маслом. Разница в плотностях не дает маслам смешиваться, так что снежинка плавает между слоями.

Попробуйте, это на самом деле очень просто. Результаты можно сравнить с твореньями "монстров" своего дела в коллекции Rasmussen & Libbrecht

Обычно для фотографии используют преломленный свет в комбинации с наклонным освещением, чтобы снизить отблески от кристаллов. Один из пионеров в изучении снежинок, Уилсон Бентли, невзлюбив черный мрачный контур, получавшийся при съемке на светлом фоне, проявил завидную находчивость: сфотографировав снежинку в отраженном свете, он тщательно соскребал фоновую эмульсию с негатива и перефотографировал. Да, нелегко ему приходилось без PhotoShop'а.

Выращивание снежинок может стать отличным развлечением и хобби на всю жизнь (а дизайнерские снежинки постоянно растут в цене), особенно если вы будете теоретически и технически подкованы. Разжиться ценнейшими советами по сборке и эксплуатации в домашних условиях инкубатора снежинок на основе бутылки из-под кока-колы можно здесь, а также расширить свои познания о влагонасыщенности воздуха, нуклеации, диффузии, и т.д.

Выращиванием синтетических снежинок необычной формы, кстати, занимаются высокотехнологические лаборатории и исследовательские институты, а получаемые ими образцы по красоте и сложности исполнения можно сравнить разве что с ювелирными изделиями выдающихся мастеров.
Зачем это в принципе нужно? Отчасти - чисто научный интерес: воспроизвести нечто, созданное природой. Кроме того, пытаясь создать что-то искусственно, лучше понимаешь природу явления, в данном случае - образование и рост кристаллов.
Кристаллы выращивают на острие иглы, по которой течет электрический ток, варьируя температуру и влажность воздуха, добавляя пары различных химических веществ. Чтобы создать снежинку диаметром 1.8 мм требуется от 15 до 45 минут.

Чтобы вы не комплексовали по поводу несерьезности ваших экспериментов и отбросили всякие сомнения в глобальности вопроса о снежинках, представьте себя в одном ряду с такими немалоизвестными людьми как Иоган Кеплер, Рене Декарт, Роберт Хук, а также нашими современниками Уилсоном Бентли и Укичиро Накая, которые вплотную занимались изучением твердых снежных осадков.