Die Schneeflocke ist ein Aggregat von Eiskristallen , die jeweils etwa 10 Millionen mal kleiner , als es, die durch die fällt Erdatmosphäre als Niederschlag , wenn die Temperatur der Luft kleiner als oder gleich 0 ° C . Das Training beginnt mit Schneekristallen, die entstehen, wenn mikroskopisch kleine Tröpfchen (10 Mikrometer Durchmesser) unterkühlt in einer Wolke gefrieren .
Schneeflocken treten in verschiedenen Größen und Formen auf. Komplexe Formen entwickeln sich entsprechend den Temperatur- und Feuchtigkeitsregimen, denen die Flocken ausgesetzt sind. Die einzelnen Flocken haben eine nahezu einzigartige Struktur. Einige Niederschläge können durch das Phänomen des Auftauens und Wiedergefrierens in Form einer Kugel fallen, wie z. B. Schneekugeln , Schneeregen oder Schneekörner .
Im Jahre 1611, Kepler veröffentlichte L'Étrenne ou la neige sexangulaire , die erste 24-seitige wissenschaftliche Abhandlung , dass Schneekristalle untersucht, vor allem ihre Beobachtung hexagonale Symmetrie . René Descartes beobachtete 1635 Schneekristalle mit bloßem Auge und beschrieb insbesondere seltene Formen, zwölf verzweigte Kristalle, sechseckige Platten und Säulen.
1665 veröffentlichte Robert Hooke erstmals in Micrographia die Zeichnungen der komplexen Verfeinerungen von Schneekristallen, die unter einem optischen Mikroskop sichtbar wurden . Wilson Bentley wird der erste bekannte Fotograf von Schneeflocken, indem er 5.000 Kristallbilder macht, darunter 2.000 Mikrofotografien in seinem 1931 veröffentlichten Buch Snows Crystals .
Der Physiker Ukichiro Nakaya erstellte in den 1930er Jahren aus 3.000 Mikrofotografien eine Klassifizierung natürlicher Schneekristalle (Primärformen: Nadeln, Säulen, "Gewehrkugeln", Platten, Sterne, auch "Dendriten" genannt) und teilte sie in 7 verschiedene Familien ein, die 41 Kategorien bilden von Flocken. 1936 schuf derselbe Forscher die erste künstliche Schneeflocke, die in einem Labor hergestellt wurde, um die Bildung von Flocken unter gut kontrollierten Bedingungen zu untersuchen. Es zeigt, dass ultraschwaches Wachstum Plaques, Säulen und andere eckige Formen hervorruft, während ultraschnelles Wachstum Sternflocken bildet.
Seine Arbeit hat sich im XXI ten Jahrhundert an Caltech von Kenneth G. Libbrecht (in) studiert das Wachstum von Flocke. Stattdessen bietet es 35 Arten von Flocken.
Eiskristalle entwickeln sich in Wolken bei Temperaturen weit unter dem Gefrierpunkt im Aufwind. Der Wasserdampf kondensiert dann dort auf glaziogenen Kernen . Dann wachsen sie, indem sie den umgebenden Wasserdampf absorbieren oder indem sie durch den Bergeron-Effekt unterkühlte Mikrotröpfchen flüssigen Wassers absorbieren . Die Größe des ursprünglichen Kristalls beträgt einige Mikrometer und kann allmählich auf einige Millimeter anwachsen. Seine Form hängt hauptsächlich von der Temperatur ab, bei der es wächst.
Schneeflocken wandeln sich auch kontinuierlich entsprechend den verschiedenen meteorologischen Parametern um, denen sie auf ihrem Weg in und unter der Wolke begegnen, wie Wind, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Sonnenschein, Regen usw. . Wenn die Schneetemperatur unter 0 ° C liegt , entwickeln sich die Schneekristalle zu körnigen, abgerundeten oder eckigen Formen mit einem Durchmesser zwischen 0,2 und 2 mm . Wenn sie auf unterkühlte Wassertropfen in der Wolke stoßen oder wenn sie den Gefrierpunkt überschreiten und teilweise schmelzen, kann sich auf ihrer Oberfläche eine Frostschicht bilden, die zu gerolltem Schnee führt .
Schneekristalle können daher viele Geometrien annehmen, einschließlich Sterne, Platten, Nadeln und Säulen. Es ist zu beachten, dass die Zweige einer Sternflocke aufgrund der Verbindungen zwischen den Wassermolekülen, die sie bilden, immer um 60 Grad ausgerichtet sind.
Flocken werden in verschiedene Arten eingeteilt, die jeweils mit der Wettergeschichte ihrer Entstehung in der Wolke zusammenhängen. Die Klassifizierung hat jedoch ihre Grenzen, da jede Schneeflocke ihre eigene Geschichte hat, was die Klassifizierung schwierig macht. Eine Anwendung der Klassifizierung von Schneeflocken besteht darin, ihre Flugbahn in mikrophysikalischen Wolkenmodellen zu untersuchen .
1951 klassifizierte die Internationale Schnee- und Eiskommission (heute International Cryospheric Sciences Association ) Kristalle in sieben verschiedene Kategorien: Blutplättchen, Sterne, Säulen, Nadeln, Dendriten, Manschettenknöpfe und unregelmäßige Partikel, ergänzt durch Schnee, aufgerollt , Hagel und Schneekörner . Die letzten drei sind dichtere "nasse" Flocken, die in der Höhe durch eine Schicht aus Schmelze oder Frost gegangen sind, die anderen sind "trockene" Flocken, weil sie sich aus dem Eisdampf direkt zu Eiskristallen formen. Wasser in der Wolke.
1966 listete sie 80 „morphologische Arten“ von Schneekristallen in diesen Kategorien auf.
Die größte Schneeflocke wäre am beobachtet worden 28. Januar 1887in Fort Keogh , Montana . Es wird gesagt, dass es einen Durchmesser von 38 cm und eine Dicke von 20 cm hatte . Diese Aufzeichnung wird im Guinness-Buch der Aufzeichnungen erwähnt, ist jedoch aufgrund des Alters der Messung und des anekdotischen Charakters des Berichts zweifelhaft. Tatsächlich ist die fragliche Beobachtung von Flocken, die "größer als eine Schüssel Milch und eine davon 38 cm breit" sind, nach Ansicht der konsultierten Experten wissenschaftlich einfach unmöglich zu ertragen.
Eine Auswahl von Fotos von Wilson Bentley :