Qar dənəsi

Qar dənəsi — yetərli bir ölçüyə çatmış, Yerin atmosferi'ə qar şəklində düşən tək bir buz kristalı. Hər bir dənə həddindən artıq soyuq olan bulud su damcılarını cəlb edərək, həddindən artıq doymuş hava kütlələrindəki bir toz hissəciyinin ətrafında damcıya dönür və donaraq kristal şəklində toplanır. Qar dənəsi atmosferdə müxtəlif temperatur və rütubət zonalarında hərəkət etdikcə mürəkkəb formalarda meydana çıxır ki, nəticədə hər bir qar dənələri bir-birindən öz detalları ilə fərqlənir. Onlar səkkiz geniş təsnifat və ən azı 80 fərdi variantlar üzrə təsnif edilə bilər. Buz kristalları üçün birləşmələrin meydana çıxa biləcəyi əsas formalar - iynəvari, sütunvari, lövhəvari və çubuqvari formalardır. Qar şəffaf buzdan əmələ gəlməsinə baxmayaraq ağ rəngdə görünür. Bu, qar dənələrinin kiçik kristallik küncləri tərəfindən bütün işıq spektrinin diffuzion əks olunması ilə əlaqədardır.

Təzə düşmüş qar dənələri

Təbii qar dənəciyinin makro fotoşəkili

Formalaşması

Təbii şəkildə formalaşan qar dənələri təsadüfi formaları ilə bir-birindən fərqlənirlər. Onlar üçün xarakterik olan altı fərqli qol buzun kristal quruluşu ilə bağlıdır

Qar dənələri mineral və ya üzvi hissəciklərin ətrafında rütubət ilə doymuş, dondurulmuş hava kütlələrində nüvələşir. Onlar altıbucaqlı formalardakı başlanğıc kristallara yığılaraq böyüyürlər. Birləşən qüvvələr ilk növbədə elektrostatikdir.

Nüvəsi

Nisbətən isti buludlarda nüvə rolunu oynaması üçün damcıda aerozol hissəciyi və ya "buz nüvəsi" olmalıdır (yaxud onunla əlaqəli olmalıdır). Buz nüvələrini yaradan hissəciklər maye bulud damcılarının əmələ gəldiyi nüvələrlə müqayisədə çox nadirdir; lakin onları effektiv edənin nə olduğu məlum deyil. Gil, səhra tozu və bioloji hissəciklər effektiv ola bilər, baxmayaraq ki, bu da kifayət qədər aydın deyil. Süni nüvələrə gümüş və quru buz hissəcikləri daxildir və bunlar bulud toxumunda yağıntıları stimullaşdırmaq üçün istifadə olunur. Təcrübələr göstərir ki, bulud damcılarının "homogen" nüvələşməsi yalnız −35 °C (−31 °F)-dən aşağı temperaturda baş verir.

Böyüməsi

Skan edən elektron mikroskop altında "qapaqlı sütun" qar dənəciyinin hər iki ucunda şaxta sırsırasının şəkli

Bir su damcısı buz nüvəsi kimi donduqda, həddindən artıq doymuş bir mühitdə böyüyür - burada maye nəm, dondurma nöqtəsindən aşağı temperaturda tarazlıq nöqtəsindən kənarda buzla birlikdə mövcuddur. Damcı daha sonra havada (buxar) su molekullarının toplandığı buz kristalının səthinə çökərək böyüyür. Su damcıları sayca buz kristallarından qat-qat çox olduğundan, kristallar su damlaları hesabına yüzlərlə mikrometr və ya bir neçə millimetr ölçülərinə çata bilir. Bu proses kimi tanınır. Su buxarının müvafiq olaraq olaraq tükənməsi damcıların da buxarlanmasına səbəb olur, yəni buz kristalları damcıların hesabına böyüyür. Bu iri kristallar səmərəli yağıntı mənbəyidir, çünki onlar kütlələrinə görə atmosferə düşürlər və çoxluqlar və ya toplu halında toqquşub bir-birinə yapışa bilərlər. Bu toplular adətən yerə düşən buz hissəciklərinin növü olur.Ginnesin Rekordlar Kitabına görə, dünyanın ən böyük qar dənələrini 1887-ci ilin yanvarında Montana ştatının Fort Kofdakı qar dənələridir və onların eninin 15 düym (38 sm) olduğu iddia edilir - eni üç və ya dörd düym olan lopa dənələr normal ölçüdən xeyli kənardır. Bir dyum ölçüsündə (diametri 17,91 mm) tək kristallar müşahidə edilmişdir. Qar dənələri qraupel kimi tanınan toplar əmələ gətirir.

Görünüşü

Rəngi

Birbaşa güclü günəş işığında qar kristalları kiçik prizmalar kimi hərəkət edir

Buz özlüyündə şəffaf olsa da, qarın tərkibində olduğu qar dənələrinin kiçik kristal tərəfləri tərəfindən işığın səpələnməsi ilə bütün işıq spektrinin diffuzion əks olunması səbəbindən qar adətən ağ rəngdə görünür.

Forması

Qar dənəsinin forması onun əmələ gəldiyi temperatur və rütubətlə əsaslı şəkildə müəyyən edilir. Nadir hallarda, təxminən −2 °C (28 °F) temperaturda qar dənəcikləri üçtərəfli simmetriyada - üçbucaq qar dənələri əmələ gələ bilər. Qar hissəciklərinin əksəriyyəti simmetrik olaraq təsvir olunsa da, formaları qeyri-müntəzəmdir. Atmosferdə dəyişən temperatur və rütubətdən asılı olaraq müxtəlif sürətlərdə və müxtəlif sxemlərdə böyüyən tipik bir qar dənəciyini təxminən 1019 (10 kvintilyon) su molekulu təşkil etdiyinə görə, eyni formada iki qar dənəciyinin eyni yerdə olması ehtimalı çox azdır. Eyni görünən, lakin molekulyar səviyyədə dəyişə bilən qar dənəcikləri nəzarət edilən şəraitdə meydana gəlir.

Qar dənələri heç vaxt mükəmməl simmetrik olmasa da, yığılmamış qar dənəsinin böyüməsi çox vaxt buzun altıbucaqlı kristal quruluşundan irəli gələn altı qat radial simmetriyaya yaxınlaşır. Bu mərhələdə qar dənəsi ani altıbucaqlı formasına malikdir. Qar dənəsinin altı "qolu" və ya dendriti, özləri də sonra altıbucaqlı künclərin hər birindən müstəqil olaraq böyüyür, hər qolun hər iki tərəfi müstəqil olaraq böyüyürlər. Qar dənəsinin böyüdüyü mikromühit, qar dənəsi buludun içindən düşdükcə dinamik şəkildə dəyişir və temperatur və rütubətdəki kiçik dəyişikliklər su molekullarının qar dənəciyinə yapışma tərzinə təsir göstərir. Mikro-mühit (və onun dəyişiklikləri) qar dənəsinin ətrafında demək olar ki, eyni olduğundan, hər bir qol təxminən eyni şəkildə böyüməyə meyllidir. Bununla belə, eyni mikromühitdə olmaq, hər bir qolun eyni böyüməsinə zəmanət vermir; həqiqətən də, bəzi kristal formaları üçün bu, əsas kristal artım mexanizmi də kristalın hər bir səth bölgəsinin nə qədər sürətlə böyüməsinə təsir etdiyinə görə deyil. Empirik tədqiqatlar göstərir ki, qar dənəciklərinin 0,1%-dən az hissəsi ideal altıtərəfli simmetrik forma nümayiş etdirirlər. Çox nadir hallarda on iki budaqlı qar dənəciyi müşahidə olunur; lakin onlar da altı tərəfli simmetriyanı saxlayırlar.

Təsnifatı

Qar dənələrinin tərəfindən aparılan erkən təsnifatı

Qar dənələri müxtəlif mürəkkəb formalarda əmələ gəlir və bu, "onlar eyni deyil" anlayışına səbəb olur. Laboratoriyada təxminən eyni qar dənələri hazırlana bilinsə də, təbiətdə onların eyni formada tapılma ehtimalı çox kiçikdir. Amerikalı metereoloq Vilson Alvin Bentli 1885-ci ildən bəri minlərlə qar dənəsinin mikroskop altında fotoşəkilini çəkərək eyni qar dənələrini tapmaq üçün ilk cəhdlər etmiş və bu gün bizə məlum olan qar dənələrinin geniş variasiyasını yaratmışdır.

Yapon fiziki kristal formasını onların əmələ gəldiyi temperatur və rütubət şəraiti ilə əlaqələndirən kristal morfologiya diaqramını işləyib hazırlamışdır. Bu diaqram aşağıdakı cədvəldə ümumiləşdirilir:

Temperatur və su ilə doyma funksiyası kimi kristal quruluş morfologiyası

Temperatur diapazonu	Doyma diapazonu (g/m^3)	Qar kristallarının növləri aşağı doymuş	Qar kristallarının növləri yuxarı doymuş
0 °C (32 °F)-dən −3.5 °C (26 °F) qədər	0.0-dan 0.5 qədər	Bərk lövhəvari	Nazik lövhəvari Dendrit
−3.5 °C (26 °F)-dən −10 °C (14 °F) qədər	0.5-dan 1.2 qədər	Bərk lövhəvari Boş prizmavari	Boş lövhəvari İynəvari
−10 °C (14 °F)-dən −22 °C (−8 °F) qədər	1.2-dən 1.2 qədər	Nazik lövhəvari Bərk lövhəvari	Sektorlu lövhəvari Dendrit
−22 °C (−8 °F)-dən −40 °C (−40 °F) qədər	0.0-dən 0.4 qədər	Nazik lövhəvari Bərk lövhəvari	Sütunvari Prizmavari

İki sinif qar dənəsi (lövhəvari və sütunvari) göstərən Vilson Bentlinin mikroqrafı

Qar dənəsinin forması ilk növbədə onun əmələ gəldiyi temperatur və rütubətlə müəyyən edilir. Havanın −3 °C (27 °F) qədər donması planar kristalları (nazik və düz) formalaşdırır. −8 °C (18 °F) qədər soyuq havada kristallar içi boş sütunlar, prizmalar və ya iynələr şəklində əmələ gəlir.−22 °C (−8 °F) qədər soyuq havada formalar yenidən boşqaba bənzəyir, çox vaxt budaqlanmış və ya dendritik xüsusiyyətlərə malikdir. −22 °C (−8 °F) aşağı temperaturda kristallar doyma dərəcəsindən asılı olaraq lövhəşəkilli və ya sütunvari olur. Nakayanın kəşf etdiyi kimi, forma həm də üstünlük təşkil edən nəmin doyma səviyyəsindən yuxarı və ya aşağı olmasının bir funksiyasıdır. Doyma xəttinin altındakı formalar daha möhkəm və kompakt olur. Aşırı dərəcədə doymuş havada əmələ gələn kristallar daha çox naxışlı, zərif və bəzəkli formaya doğru meyl edir. Şəraitdən və buz nüvələrindən asılı olaraq yan səthlər, gülləvari-rozetlər və müstəvi tiplər kimi bir çox daha mürəkkəb böyümə nümunələri də əmələ gəlir. Əgər kristal sütunun böyüməsi rejimində, təqribən -5 °C (23 °F) temperaturda formalaşmağa başlamışdırsa və sonra daha isti boşqababənzər rejimə düşərsə, sütunun sonunda boşqab və ya dendritik kristallar əmələ gəlir və onlar "qapaqlı sütunlar" adlanır.

Maqono və Li 80 fərqli formanı özündə birləşdirən təzə əmələ gələn qar kristallarının təsnifatını hazırlamışlar. Onlar aşağıdakı əsas kateqoriyalarda verilmişdir (simvol ilə):

• İynəvari kristal (N) – Aşağıya bölünür: Sadə və iynələrin birləşməsi
• Sütunvari kristal (C) – Aşağıya bölünür: Sadə və sütunların birləşməsi
• Lövhəvari kristal (P) – Aşağıdakılara bölünür: Bir müstəvidə müntəzəm kristal, uzantıları olan müstəvi kristal, qeyri-müntəzəm sayda budaqlı kristal, 12 budaqlı kristal, qüsurlu kristal, müstəvi budaqların şüalanma toplusu
• Sütunvari və lövhəvari kristallarının birləşməsi (CP) – Aşağıdakılara bölünür: Hər iki ucunda müstəvi kristal olan sütun, müstəvi kristallarla gülləvari, uclarında məkan uzantıları olan müstəvi kristal, uzatılmış yan müstəviləri olan sütunlu kristal (S) - Aşağıdakılara bölünür: Yan müstəvilər, miqyaslı yan tərəflər, yan tərəflərin, gülləvari və sütunvari kristalların birləşməsi
• Çərçivəli kristal (R) – Özlüyündə bölünür: Haşiyələnmiş kristal, sıx çərçivəli kristal, qraupel şəkilli kristal, qraupel
• Qeyri-müntəzəm qar kristalı (I) – Aşağıdakılara bölünür: Buz zərrəsi, çevrəli hissəcik, qırıq kristal parçası, digər müxtəlif növlər
• Qar kristalı rüşeymi (G) - Aşağıdakılara bölünür: Ani sütunvari, skelet formalı rüşeym, ani altıbucaqlı lövhə, ani ulduz kristalı, lövhələrin ani yığını, nizamsız rüşeym

Onların hər birini mikroqraflarla sənədləşdiriliblər.

Yerdə Mövsümi Qarın Beynəlxalq Təsnifatı, qar kristallarının torpağa çökdükdən sonra təsnifatını təsvir edir ki, bunlara dən forması və dən ölçüsü daxildir. Sistem həm də qar örtüyünü xarakterizə edir, çünki fərdi kristallar metamorfozlaşır və bitişir.

Simvol kimi istifadəsi

gerbindəki qar dənəsi

Qar dənəsi çox vaxt Milad mövsümündə, xüsusən də Avropa və Şimali Amerikada istifadə olunan ənənəvi mövsümi təsvir və ya motivdir. Xristian bayramı kimi Milad, xristian inancına görə bəşəriyyətin günahlarını kəffarə edən İsanın təcəssümüdür; belə ki, Avropa və Şimali Amerika Milad ənənələrində qar dənələri paklığı simvolizə edir. Qar dənələri də ənənəvi olaraq Milad bayramı zamanı tez-tez baş verən "Ağ Milad" havası ilə əlaqələndirilir. Həmin vaxt bir kağız parçasını bir neçə dəfə qatlamaq, qayçı ilə naxış kəsmək və sonra onu açmaqla kağızdan qar dənəcikləri hazırlamaq kifayət qədər məşhurdur. Yeşaya Kitabı günahların kəffarəsinə istinad edir ki, bu da onların Allah qarşısında “qar kimi ağ” görünməsinə səbəb olur (Yeşaya 1:18).

Qar dənələri tez-tez qış və ya soyuq şəraiti təmsil edən simvollar kimi də istifadə olunur. Məsələn, sərt qış şəraitində avtomobil yolunda dartma qabiliyyətini artıran təkərlərin üzəri qar dənəsi ilə işarələnir. Stilləşdirilmiş qar dənəciyi 1968 Qış Olimpiya Oyunları, 1972 Qış Olimpiya Oyunları, 1984 Qış Olimpiya Oyunları, 1988 Qış Olimpiya Oyunları, 1998 Qış Olimpiya Oyunları və 2002 Qış Olimpiya Oyunlarının embleminin bir hissəsi olmuşdur.

Kanada ordenində üç dərəcə (müvafiq olaraq Yoldaş, Zabit və Üzv).

(milli şərəf sistemi) üçün istifadə edilən altı guşəli stilizə edilmiş altıbucaqlı qar dənəsi kanadalıların şimal irsini və müxtəlifliyini simvolizə etmək üçün gəlib.

Heraldikada qar dənəsi yükü stilizə edir. Unicode-da üç müxtəlif qar dənədi simvolu kodlaşdırılıb: "qar dənədi" U+2744 (❄); U+2745 (❅) səviyyəsində "sıx üçyarpaqlı qar dənəsi"; və U+2746-da (❆) "ağır şevronli qar dənəsi".

Qalereya

Vilson Bentli tərəfindən çəkilmiş seçmə fotoşəkillər (1865–1931):

İstinadlar

1. Knight, C.; Knight, N. (1973). Snow crystals. Scientific American, vol. 228, no. 1, pp. 100–107.
2. Hobbs, P.V. 1974. Ice Physics. Oxford: Clarendon Press.
3. Broad, William J. (2007-03-20). "Giant Snowflakes as Big as Frisbees? Could Be 2011-11-04 at the Wayback Machine The New York Times
4. Lawson, Jennifer E. Chapter 5: The Colors of Light // Hands-on Science: Light, Physical Science (matter). Portage & Main Press. 2001. səh. 39. ISBN . 2014-01-01 tarixində . İstifadə tarixi: 2009-06-28.
5. Physics of Ice, V. F. Petrenko, R. W. Whitworth, Oxford University Press, 1999, ISBN 
6. Christner, Brent Q.; Morris, Cindy E.; Foreman, Christine M.; Cai, Rongman; Sands, David C. "Ubiquity of Biological Ice Nucleators in Snowfall". . 319 (5867). 2007: 1214. Bibcode:2008Sci...319.1214C. CiteSeerX 10.1.1.395.4918. doi:10.1126/science.1149757. PMID 18309078.
7. "Meteorology Glossary: Cloud seeding". American Meteorological Society. 26 January 2012. 22 December 2015 tarixində . İstifadə tarixi: 2016-01-05.
8. Basil John Mason. Physics of Clouds. Clarendon. 1971. ISBN .
9. M. Klesius. "The Mystery of Snowflakes". . 211 (1). 2007: 20. ISSN 0027-9358.
10. Broad, William J. "Giant Snowflakes as Big as Frisbees? Could Be". The New York Times. 2007-03-20. 2011-11-04 tarixində . İstifadə tarixi: 2009-07-12.
11. Libbrecht, Kenneth G. "Guide to Snowflakes". California Institute of Technology. 2006-09-11. 2009-07-10 tarixində . İstifadə tarixi: 2009-06-28.
12. John Roach. ""No Two Snowflakes the Same" Likely True, Research Reveals". . 2007-02-13. 2010-01-09 tarixində . İstifadə tarixi: 2009-07-14.
13. Libbrecht, Kenneth. "Snowflake Science" (PDF). . Winter 2004–2005. 2010-09-17 tarixində (PDF). İstifadə tarixi: 2010-10-19.
14. Olsen, Erik. "Meet the scientist who makes identical snowflakes". . 16 February 2018. 1 December 2021 tarixində . İstifadə tarixi: 16 February 2018.
15. Nelson, Jon. "The Six-fold Nature of Snow". The Story of Snow. 15 March 2011. 9 December 2017 tarixində .
16. Nelson, Jon. "Branch Growth and Sidebranching in Snow Crystals" (PDF). Story of Snow. 17 March 2005. 5 January 2015 tarixində (PDF).
17. Bohannon, John. "ScienceShot: The True Shape of Snowflakes". ScienceNOW. . 10 April 2013. 29 October 2016 tarixində . İstifadə tarixi: 5 January 2016.
18. Smalley, I.J. "Symmetry of Snow Crystals". . 198 (4885). 1963: 1080–1081. Bibcode:1963Natur.198.1080S. doi:10.1038/1981080b0.
19. . Snowflakes: a chapter from the book of nature. Boston: American Tract Society. 1863. 164. İstifadə tarixi: 2016-11-25.
20. Kenneth G. Libbrecht. "Identical-Twin Snowflakes". 2022-09-20 tarixində . İstifadə tarixi: 2022-09-19.
21. Jon Nelson. "Origin of diversity in falling snow" (PDF). . 8 (18). 2008-09-26: 5669–5682. Bibcode:2008ACP.....8.5669N. doi:10.5194/acp-8-5669-2008. 2011-11-20 tarixində (PDF). İstifadə tarixi: 2011-08-30.
22. Libbrecht, Kenneth. (PDF). American Educator. Winter 2004–2005. 2008-11-28 tarixində orijinalından (PDF) arxivləşdirilib. İstifadə tarixi: 2009-07-14.
23. Bishop, Michael P.; Björnsson, Helgi; Haeberli, Wilfried; Oerlemans, Johannes; Shroder, John F.; Tranter, Martyn. Singh, Vijay P.; Singh, Pratap; Haritashya, Umesh K. (redaktorlar ). Encyclopedia of Snow, Ice and Glaciers. Springer Science & Business Media. 2011. 1253. ISBN . 2022-09-22 tarixində . İstifadə tarixi: 2022-09-19.
24. Matthew Bailey; John Hallett. "Growth rates and habits of ice crystals between −20 and −70C". Journal of the Atmospheric Sciences. 61 (5). 2004: 514–544. Bibcode:2004JAtS...61..514B. doi:10.1175/1520-0469(2004)061<0514:GRAHOI>2.0.CO;2.
25. Kenneth G. Libbrecht. "A Snowflake Primer". California Institute of Technology. 2006-10-23. 2009-07-10 tarixində . İstifadə tarixi: 2009-06-28.
26. Kenneth G. Libbrecht. "The Formation of Snow Crystals". American Scientist. 95 (1). January–February 2007: 52–59. doi:10.1511/2007.63.52.
27. Magono, Choji; Lee, Chung Woo. "Meteorological Classification of Natural Snow Crystals". Journal of the Faculty of Science. 7 (ingilis) (Geophysics). Hokkaido. 3 (4). 1966: 321–335. :2115/8672.
28. Fierz, C.; Armstrong, R.L.; Durand, Y.; Etchevers, P.; Greene, E.; və b., The International Classification for Seasonal Snow on the Ground (PDF), IHP-VII Technical Documents in Hydrology, 83, Paris: UNESCO, 2009, 80, 2016-09-29 tarixində (PDF), İstifadə tarixi: 2016-11-25
29. Wallach, Jennifer Jensen; Swindall, Lindsey R.; Wise, Michael D. The Routledge History of American Foodways (ingilis). Routledge. 12 February 2016. səh. 223. ISBN .
30. Mosteller, Angie. Christmas (ingilis). Itasca Books. 2008. 147. ISBN .
31. for detailed instructions see for example this page 2012-01-08 at the Wayback Machine
32. Other instructions and pictures of paper snowflakes 2013-02-08 at the Wayback Machine
33. Gilles, Tim. Automotive chassis. Cengage Learning. 2004. səh. 271. ISBN . 2022-09-22 tarixində . İstifadə tarixi: 2022-09-19.
34. "More About Sapporo 1972: The Emblem". International Olympic Committee. 2016-02-09 tarixində . İstifadə tarixi: 2016-01-05.
35. "Olympic Games Salt Lake City 2002 – The emblem". Beynəlxalq Olimpiya Komitəsi. 2009. 2009-03-25 tarixində . İstifadə tarixi: 2009-07-15.
36. "Canadian Honours > Order of Canada > Levels and Insignia". The Governor General of Canada. 2002. 2022-09-22 tarixində . İstifadə tarixi: 2022-09-19.

Əlavə oxu üçün

• . Ken Libbrecht's Field Guide to Snowflakes. Voyageur Press. 2006. ISBN .

Xarici keçidlər

Vikianbarda Qar dənəsi ilə əlaqəli mediafayllar var.

• Kaliforniya Texnologiya İnstitutunun professoru Kenneth Libbrextin qar dənəsinin əmələ gəlməsinin parametrləri haqqında məlumatları:
  • Ümumi baxış
  • Qar dənələri və buz kristalları üçün onlayn bələdçi
  • Video-müsahibə