A délnyugati és a szélső déli államok kivételével a tél az Egyesült Államokban legalább némi havazást jelent. A gyermekek és a téli sportok kedvelői által üdvözölt hó a közlekedési problémákat és a járdák megtisztítását is jelenti. A hóviharok mindent megtorpanhatnak, élet- és vagyonvesztést okozhatnak. A hóképződésnek sok közös vonása van az esőképződéssel, és vízcseppekkel kezdődik. Ezek a hőmérséklet és a légköri viszonyok függvényében a hókristályok különböző formáiba fagynak.
Alapfeltételek
A téli hóvihar körülményei akkor fordulnak elő, amikor a Föld felszínéről meleg, nedves levegő tömege emelkedik a légkör hidegebb rétegeibe. Többféle forgatókönyv lehetséges: A meleg, nedves légtömeg ütközhet egy hideg légtömeggel, a meleg levegőt a hideg levegő fölé kényszerítve. A meleg levegő úgy is hűlhet, ha felfelé halad egy hegylejtőn. A harmadik mechanizmust "tóhatású hónak" hívják, és akkor fordul elő, amikor hideg, száraz levegő mozog a tó felett, és a melegebb vízgőzt felfelé nyomja. A növekvő melegebb levegő, amely vízgőzt tartalmaz, felhőt képez.
Vízcseppek képződése
Felhők keletkeznek, amikor a vízgőz kondenzáció útján folyékony vízzé válik. A páralecsapódáshoz szilárd részecske vagy felület szükséges. Gondoljunk a fűben kialakuló harmatra. A hűtő légtömegben lévő vízcseppek az atmoszférában lévő apró részecskék, például korom, pollen, por vagy szennyeződés köré kondenzálódnak. Amint a vízcseppeket tartalmazó felhő a légkör magasabb, hűvösebb rétegeibe emelkedik, vagy ahogy a hűvösebb levegő beköltözik a hőmérséklet csökkentésére, a vízcseppek jéggé fagynak és hókristályok képződnek.
Hókristály képződés
A vízcseppek előfordulásának felső hőmérsékletén hidegnek kell lennie a kristályképződéshez. A jégkristályok akkor kezdenek kialakulni, ha a felhő hőmérséklete eléri a -10 Celsius fokot (14 Fahrenheit fokot) vagy alacsonyabbat. Az egyes hókristályok egymással ütközve nőnek, és nagyobb szimmetrikus hókristályokat képeznek, amelyek megnehezedtek. A 0 és 2 Celsius fok (32-35 Fahrenheit fok) közötti levegő általában a legsúlyosabb havazást hozza. A kristályok az eséskor megváltoztatják alakjukat a tapasztalt hőmérsékletektől függően, de azonos oldalú karokkal hatoldalas alakot tartanak, mert mindegyik kar ugyanazokkal a feltételekkel találkozik. A talaj hőmérséklete a hóképződés szempontjából is fontos, a hó csak akkor alakul ki, ha a talaj 5 Celsius fok (41 Fahrenheit fok) alatt van.
Változások a hókristályokban
A hó kristály formái a hőmérséklettől függenek. 0 és -4 Celsius fok között (32-25 Fahrenheit fok) vékony hatszögletű lemezek képződnek. A tűk -4 és -6 Celsius fok között alakulnak (25-21 Fahrenheit fok), az üreges oszlopok pedig -6 és -10 Celsius fok között alakulnak (21-14 Fahrenheit fok). A 6 szirmú virágra emlékeztető szektorlemezek akkor keletkeznek, amikor a hőmérséklet -10 és -12 Celsius fok (14-10 Fahrenheit fok) között van. Ismerős hatkarú dendritek -12 és -16 Celsius fok között alakulnak (10-3 Fahrenheit fok). Sok hókristály csoportosulva egy hópehelyt alkot. A legtöbb hópelyhek átmérője 1,3 cm vagy kevesebb (0,5 hüvelyk), de néhány nagy pehely 5 cm (2 hüvelyk) széles.