Skąd bierze się śnieg?

Z zimą jest jak z piłką nożną i polityką: wszyscy są w tych kwestiach ekspertami. Wszyscy wiedzą, że śnieg spadnie w zimie, że przy dodatnich temperaturach stopnieje i że drogowcy i tak nie zdążą przygotować się na jego przyjście. Ale czy wszyscy wiedzą, skąd bierze się to całe śnieżne zamieszanie?

Resublimacja

– Układ niskiego ciśnienia, który powstał nad Morzem Śródziemnym, zaczął przemieszczać się na północ Europy, gdzie z kolei występują znacznie niższe temperatury. Zetknięcie tych dwóch mas powietrza właśnie nad naszą częścią kontynentu spowodowało efekt, który mogliśmy obserwować w tym tygodniu: INTENSYWNE OPADY ŚNIEGU – wyjaśnia Krzysztof Bartoszek z Pracowni Agrometeorologii Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie.

Ale skąd z zetknięcia dwóch mas powietrza wziął się akurat śnieg? – Powietrze, które było cieplejsze, przemieściło do góry – tłumaczy Bartoszek. – Tam doszło do procesu resublimacji: znajdująca się w powietrzu para wodna zamieniła się KRYSZTAŁKI LODU. Ze stanu gazowego przeszła w stan stały.

Wszystko to dzieje się na wysokości od 2 do 5/6 kilometrów nad ziemią. Potem te kryształki lodu łączą się w płatki śniegu. – Gdy śnieżynki osiągną odpowiednią wielkość, dzięki grawitacji zaczynają opadać – dodaje naukowiec. Ten etap widzi już każdy: z nieba spada biały puch.

Sześć ramion

A dlaczego ten puch jest akurat biały, a nie szary czy niebieski? – Promienie słoneczne na które składają się m.in. fale od niebieskiej po czerwoną są rozpraszane przez kryształki lodu jednakowo silnie, stąd nałożenie się różnych barw daje taki efekt, dzięki któremu śnieg widzimy jako biały – odpowiada Bartoszek.

Większość kryształków śniegu jest płaska i ma po sześć, w przybliżeniu identycznych, ramion. Istnieje jednak przekonanie, że NIE MA DWÓCH IDENTYCZNYCH płatków śniegu.

Przyczyna tych dwóch zjawisk jest ciągle przedmiotem badań naukowców. Wynika z nich, że proces rośnięcia kryształków jest bardzo wrażliwy na niewielkie zmiany temperatury i wilgotności. A każdy kryształek, poruszając się wewnątrz chmury, przechodzi przez unikalne zmiany tych czynników. Dlatego kształt każdego jest inny, a że sześć ramion kryształu podróżuje razem, więc natrafia na identyczne warunki i rośnie identycznie.

Kąt (s)padania

Co ciekawe, śnieg w różnych miejscach na świecie jest różny. Np. wilgotność śniegu padającego w Górach Skalistych Stanów Zjednoczonych może spadać do poziomu 3-5 proc., podczas gdy wilgotność śniegu w Alpach wynosi przeważnie ponad 15 proc. Śnieg wytwarzany sztucznie ma wilgotność ponad 35 proc.

Pytanie: dlaczego w niektórych krajach pada MNIEJ, a w innych WIĘCEJ? – W różnych miejscach na świecie są różne typy klimatu. A to wynika m.in. z szerokości geograficznej i zróżnicowanego dopływu energii słonecznej – mówi Krzysztof Bartoszek. – W rejonach międzyzwrotnikowych do powierzchni Ziemi docierają znacznie większe ilości tej energii, aniżeli w wyższych szerokościach geograficznych, np. poza kołem podbiegunowym. Wpływa na to KĄT PADANIA PROMIENI słonecznych oraz długość dnia – dodaje naukowiec. – Stąd też opady śniegu i dłuższe zaleganie pokrywy śnieżnej w ziemie jest najbardziej charakterystyczne w północnej i wschodniej części naszego kontynentu.

Cyrkulacja

W Polsce jedne zimy są bardziej, a inne mniej śnieżne. Jak to rozumieć? – To zależy od charakteru cyrkulacji powietrza – wyjaśnia Bartoszek. – Jeżeli cyrkulacja jest z sektora zachodniego, zima jest na ogół ŁAGODNIEJSZA I MAŁOŚNIEŻNA. Jeżeli cyrkulacja jest północna lub wschodnia, czyli powietrze napływa do nas znad Skandynawii albo Europy Wschodniej, zima jest ostrzejsza i bardziej śnieżna. Teraz mamy cyrkulację północno-wschodnią – dodaje naukowiec. – Stąd znaczny spadek temperatury powietrza sprzyjający utrzymywaniu się pokrywy śnieżnej po tak intensywnych opadach śniegu w tym tygodniu.

Co ciekawe, sama pokrywa śnieżna jest różna nawet w Lublinie i jego najbliższych okolicach. Dokładnie sprawdzili dwaj lubelscy naukowcy. Krzysztof Bartoszek z Uniwersytetu Przyrodniczego i dr hab. Marek Nowosad z Zakładu Meteorologii i Klimatologii UMCS wzięli się za pokrywę śnieżną z 50 lat.

Badacze wykorzystali wyniki codziennych pomiarów z zim od 1951/52 do 2005/06 z obserwatorium UMCS na lubelskim placu Litewskim oraz z obserwatorium UP na lubelskim Felinie. Do tego dołączyli wyniki pomiarów z lat 1963/64-1980/81 z posterunków meteorologicznych w Czesławicach (gm. Nałęczów) i Elizówce (gm. Niemce).

Gdzie jest więcej

– Uogólniając, można stwierdzić, że na terenie położonym na zachód od Lublina pokrywa śnieżna zalega dłużej i ma większą grubość niż w stolicy regionu – dodaje. Jak to możliwe? – Na obszarze Lublina i na wschód od niego oddziaływuje tzw. miejska wyspa ciepła – wyjaśnia badacz UP. – To oznacza, że w pasie ok. 40 kilometrów od Lublina NA ZACHÓD JEST ZIMNIEJ i bardziej śnieżnie niż w pasie ok. 40 kilometrów na wschód od miasta.

Naukowcy zauważyli też, że od połowy lat 70-tych grubość pokrywy śnieżnej na Placu Litewskim (w centrum miasta) jest coraz mniejsza (na Felinie takiego trendu nie ma).

– Być może jedną z przyczyn tego jest rozwój miasta: zakłady przemysłowe, ogrzewanie w domach, motoryzacja - mówi Bartoszek. – Ale jeśli na Felinie dalej będą powstawały osiedla i zakłady, i tam pokrywy śnieżnej może być mniej.