Išskyrus pietvakarių ir kraštutines pietų valstijas, žiemos laikas JAV reiškia bent šiek tiek sniego. Vaikų ir žiemos sporto entuziastų sutiktas sniegas taip pat reiškia eismo problemas ir šalina šaligatvius. Pūgos gali viską sustabdyti ir prarasti gyvybę bei turtą. Sniego susidarymas turi daug bendro su lietaus susidarymu ir prasideda nuo vandens lašelių. Jie užšąla į įvairias sniego kristalų formas, priklausomai nuo temperatūros ir atmosferos sąlygų.
Pagrindinės sąlygos
Žiemos pūgos sąlygos susidaro, kai šilto, drėgno oro masė iš Žemės paviršiaus pakyla į šaltesnius atmosferos sluoksnius. Galimi keli scenarijai: šilta, drėgna oro masė gali susidurti su šalto oro mase, privertusi šiltą orą virš šalto oro. Šiltas oras taip pat gali atvėsti keliaudamas kalno šlaitu. Trečias mechanizmas vadinamas „ežero efekto sniegu“ ir atsiranda, kai šaltas, sausas oras juda virš ežero ir stumia aukštesnius vandens garus. Kylantis šiltesnis oras, kuriame yra vandens garų, sudaro debesį.
Vandens lašelių susidarymas
Debesys susidaro, kai vandens garai kondensuodamiesi vėl virsta skystu vandeniu. Kondensacijai atsirasti būtina kieta dalelė ar paviršius. Pagalvokite apie rasos susidarymą ant žolės. Vėsinantys oro masės vandens lašeliai kondensuojasi aplink mažas atmosferos daleles, tokias kaip suodžiai, žiedadulkės, dulkės ar purvas. Kai debesis, kuriame yra vandens lašelių, pakyla į aukštesnius, vėsesnius atmosferos sluoksnius arba kai vėsesnis oras juda į žemesnę temperatūrą, vandens lašeliai sušąla į ledą ir susidaro sniego kristalai.
Sniego kristalų susidarymas
Viršutinėje atmosferos temperatūroje, kur atsiranda vandens lašeliai, kristalams susidaryti turi būti šalta. Ledo kristalai pradeda formuotis, kai debesų temperatūra pasiekia apie –10 laipsnių šilumos (14 laipsnių pagal Celsijų) arba žemesnę. Atskiri sniego kristalai auga susidūrę vienas su kitu, kad susidarytų didesni simetriški sniego kristalai, kurie krenta jiems sunkėjant. Oro, kurio temperatūra yra nuo 0 iki 2 laipsnių Celsijaus (nuo 32 iki 35 laipsnių pagal Celsijų), dažniausiai būna didžiausias sniegas. Kristalai keičia savo formą krisdami, priklausomai nuo patiriamos temperatūros, tačiau jie išlaiko šešių pusių formą su identiškomis rankomis, nes kiekviena ranka susiduria su tomis pačiomis sąlygomis. Sniego formavimuisi taip pat svarbi žemės temperatūra, sniegas susidaro tik tada, kai žemė yra žemesnė nei 5 laipsniai šilumos (41 laipsniai pagal Celsijų).
Sniego kristalų variacijos
Sniego kristalų formos priklauso nuo temperatūros. Nuo 0 iki –4 laipsnių šilumos (32–25 laipsniai pagal Celsijų) susidaro plonos šešiakampės plokštelės. Adatos susidaro nuo -4 iki -6 laipsnių Celsijaus (nuo 25 iki 21 laipsnių pagal Celsijų), o tuščiavidurės kolonos - nuo -6 iki -10 laipsnių Celsijaus (nuo 21 iki 14 laipsnių pagal Celsijų). Sektorių plokštelės, panašios į 6 žiedlapių žiedus, atsiranda, kai temperatūra yra nuo -10 iki -12 laipsnių Celsijaus (14-10 laipsnių pagal Celsijų). Pažįstami šešiarankiai dendritai būna nuo -12 iki -16 laipsnių Celsijaus (nuo 10 iki 3 laipsnių pagal Celsijų). Daugelis sniego kristalų gali susiburti į vieną snaigę. Daugumos snaigių skersmuo yra 1,3 cm arba mažesnis, tačiau kai kurių didelių dribsnių plotis yra beveik 5 cm.