Леден кристал

Близък план на растящи ледени кристали, показващи типична шестоъгълна симетрия.

Ледените кристали представляват редица макроскопични кристални форми, в които се появява лед. Те са отговорни за различни атмосферни явления (напр. дъгата) и формирането на облаци.[1][2]

Формиране

[редактиране | редактиране на кода]
Пример за шестоъгълна плоча (отгоре) и шестоъгълна колона (отдолу), типични форми на ледени кристали.

При обичайни условия (стайна температура и налягане), водните молекули имат V-образна форма. Двата водородни атома се свързват с кислородния атом под ъгъл от 105°.[3] Ледените кристали имат шестоъгълна кристална решетка, което означава, че водните молекули се подреждат в наслоени шестоъгълници при замръзване.[1]

По-бавният растеж на кристалите от по-студени и по-сухи атмосфери води до по-голяма хексагонална симетрия.[2] В зависимост от температурата и влажността на околната среда ледените кристали могат да се развият от първоначалната шестоъгълна призма в много симетрични форми.[4] Възможните форми за ледените кристали са колони, игли, плочи и дендрити. Възможни са и смесени десени. [1] Симетричните форми се дължат на нарастване на отлагането, когато ледът се образува директно от водна пара в атмосферата. [5] Малките пространства в атмосферните частици също могат да събират вода, да замръзват и да образуват ледени кристали. [6] Това е известно като нуклеация . [7] Снежинките се образуват, когато допълнителна пара замръзне върху съществуващ леден кристал. [8] [9]

По-нататъшното замразяване на водата върху леден кристал произвежда снежинки.
Ореол, създаден от светлина, отразяваща се от ледени кристали в перести облаци.

Ледените кристали създават оптични явления като диамантен прах и ореоли в небето поради отразяване на светлината от кристалите в процес, наречен разсейване . [1] [2] [10]

Перестите облаци и ледената мъгла са направени от ледени кристали. [1] [11] Перестите облаци често са знак за приближаващ топъл фронт, където топъл и влажен въздух се издига и замръзва в ледени кристали. [12] [13] Ледените кристали, които се трият един в друг, произвеждат мълния.[14][15] Кристалите обикновено падат хоризонтално[16] но електрическите полета могат да ги накарат да се слепят и да паднат в други посоки.[17][18]

Вижте също

[редактиране | редактиране на кода]

Бележки

[редактиране | редактиране на кода]
  1. ↑ а б в г д ice crystal // Glossary of Meteorology. American Meteorological Society. Посетен на 2023-03-29.
  2. ↑ а б в Ice Crystal Halos // www.its.caltech.edu. Посетен на 2023-03-30.
  3. ↑ Puiu, Tibi. Sandwiching water between graphene makes square ice crystals at room temperature // ZME Science. Посетен на 2023-03-30. (на американски английски)
  4. ↑ Visconti, Guido. Fundamentals of physics and chemistry of the atmosphere. Berlin, Springer, 2001. ISBN 3-540-67420-9. OCLC 46320998.
  5. ↑ Sublimation and deposition - Energy Education // energyeducation.ca. Посетен на 2023-04-10.
  6. ↑ Utah, University of. We've been thinking of how ice forms in cirrus clouds all wrong // phys.org. Посетен на 2023-03-30. (на английски)
  7. ↑ UCL. Understanding how ice crystals form in clouds // UCL News. Посетен на 2023-04-10. (на английски)
  8. ↑ Growth Rates and Habits of Ice Crystals between −20° and −70°C - Google Search // www.google.com. Посетен на 2024-03-10.
  9. ↑ How do snowflakes form? Get the science behind snow // www.noaa.gov. Посетен на 2023-03-30. (на английски)
  10. ↑ [1] Academic Press, 1583–1594 pp. (на английски)
  11. ↑ Ice fog // Glossary of Meteorology. American Meteorological Society. Посетен на 2023-03-29.
  12. ↑ Cirrus Clouds | Center for Science Education // scied.ucar.edu. Посетен на 2023-03-30.
  13. ↑ Cirrus clouds // Met Office. Посетен на 2023-03-30. (на английски)
  14. ↑ Plait, Phil. Ice Crystals Above Clouds Dance to the Tune of Electricity // Slate. 2016-11-16. Посетен на 2023-03-30.
  15. ↑ Canada, Environment and Climate Change. How lightning works // www.canada.ca. Посетен на 2023-03-30.
  16. ↑ Stillwell, Robert A. и др. Radiative Influence of Horizontally Oriented Ice Crystals over Summit, Greenland // Journal of Geophysical Research: Atmospheres 124 (22). 2019-11-27. DOI:10.1029/2018JD028963. с. 12141–12156.
  17. ↑ Libbrecht, Kenneth G. Electric Snow Crystal Growth // www.its.caltech.edu. Посетен на 2023-03-30.
  18. ↑ Latham, J. и др. Aggregation of Ice Crystals in Strong Electric Fields // Nature 204 (4965). 1964. DOI:10.1038/2041293a0. с. 1293–1294.