Πώς σχηματίζονται κρύσταλλοι πάγου σε σύννεφο;
1. :Αυτό είναι το αρχικό στάδιο όπου τα σταγονίδια νερού σε ένα σύννεφο μετατρέπονται σε κρυστάλλους πάγου. Υπάρχουν δύο πρωταρχικοί μηχανισμοί πυρήνωσης:
- πυρήνωση εναπόθεσης :Σε αυτή τη διαδικασία, τα μόρια του νερού συνδέονται άμεσα στην επιφάνεια των μικροσκοπικών σωματιδίων που ονομάζονται πυρήνες πάγου, τα οποία δρουν ως σπόροι για ανάπτυξη κρυστάλλων πάγου. Αυτοί οι πυρήνες πάγου μπορούν να είναι σκόνη, σωματίδια καπνού, βακτήρια ή άλλα σωματίδια που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα.
- Ομογενής πυρήνωση :Σε σπάνιες περιπτώσεις, τα σταγονίδια νερού μπορούν επίσης να υποβληθούν σε ομοιογενή πυρήνωση, όπου παγώνουν αυθόρμητα χωρίς να απαιτούν πυρήνες πάγου. Αυτό συμβαίνει όταν οι συνθήκες θερμοκρασίας και υγρασίας είναι σωστές, επιτρέποντας στα μόρια του νερού να αυτο-οργανωθούν σε κρυστάλλους πάγου.
2. Ανάπτυξη :Μόλις οι κρύσταλλοι πάγου σχηματίζονται μέσω πυρήνωσης, αρχίζουν να αναπτύσσονται με τη λήψη μορίων νερού από τον περιβάλλοντα αέρα. Αυτή η ανάπτυξη συμβαίνει μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται εναπόθεση ατμών, όπου τα μόρια του νερού συγκρούονται με την επιφάνεια του κρυστάλλου πάγου και τηρούν σε αυτήν. Ο ρυθμός ανάπτυξης των κρυστάλλων πάγου εξαρτάται από παράγοντες όπως η θερμοκρασία, η υγρασία και η διαθεσιμότητα υδρατμών.
3. Συγκεντρώσεις :Καθώς οι κρύσταλλοι πάγου αναπτύσσονται και κινούνται μέσα στο σύννεφο, συγκρούονται και κολλάνε ο ένας στον άλλο, σχηματίζοντας μεγαλύτερες και πιο πολύπλοκες δομές. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται συσσωμάτωση. Οι προκύπτοντες κρύσταλλοι πάγου μπορούν να πάρουν διάφορα σχήματα, όπως εξαγωνικές πλάκες, στήλες, βελόνες ή δενδρίτες. Αυτά τα σχήματα εξαρτώνται από τις συνθήκες θερμοκρασίας και υγρασίας στο σύννεφο.
4. Αύξηση :Εκτός από τη συσσωμάτωση, οι κρύσταλλοι πάγου μπορούν επίσης να αναπτυχθούν μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται προσαύξηση. Αυτό συμβαίνει όταν τα σταγονίδια υπερψυσμένων νερού συγκρούονται με κρύσταλλο πάγου και παγώνουν στην επιφάνεια του. Η προσέλκυση είναι πιο συχνή στα σύννεφα όπου συνυπάρχουν οι υγρές κρύσταλλοι νερού και πάγου, συνήθως σε θερμοκρασίες ακριβώς κάτω από το πάγωμα.
5. εξάτμιση/εξάχνωση :Σε ορισμένες συνθήκες, οι κρύσταλλοι πάγου μπορούν επίσης να υποβληθούν σε εξάχνωση ή εξάτμιση. Η εξάχνωση είναι η διαδικασία όπου οι κρύσταλλοι πάγου μετατρέπονται απευθείας σε υδρατμούς χωρίς να λιώνουν σε υγρό νερό. Αυτό συμβαίνει όταν η υγρασία είναι χαμηλή και η θερμοκρασία είναι πάνω από το πάγωμα. Αντίθετα, η εξάτμιση συμβαίνει όταν οι κρύσταλλοι πάγου λιώνουν και μετατρέπονται σε υδρατμούς.
Ο σχηματισμός και η ανάπτυξη κρυστάλλων πάγου στα σύννεφα διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στη φυσική σύννεφων, την ανάπτυξη βροχοπτώσεων και τις ατμοσφαιρικές διεργασίες. Συμβάλλουν στην ανακλαστικότητα του cloud, στη ζωή του cloud και στη μεταφορά ενέργειας μέσα στην ατμόσφαιρα. Η κατανόηση του σχηματισμού κρυστάλλων πάγου είναι απαραίτητη για την πρόβλεψη των καιρικών συνθηκών, τη μοντελοποίηση σύννεφων και την έρευνα για το κλίμα.
