Wikipedia

Snijeg

Za film, pogledajte Snijeg (film).

Snijeg je padavina u čvrstom agregatnom stanju. Sastoji se od pojedinačnih kristala leda koji rastu dok su suspendovani u atmosferi — obično unutar oblaka — a zatim padaju na tlo gdje se akumuliraju i prolaze dalje promjene.[1] Sastoji se od smrznute kristalne vode tokom svog životnog ciklusa, počevši kada se, pod odgovarajućim uslovima, kristali leda formiraju u atmosferi, povećaju se do milimetarske veličine, talože se i akumuliraju na površinama, zatim metamorfozuju na mjestu te se na kraju tope, klize ili sublimiraju.

Razni oblici pahuljica

Snježne oluje se organizuju i razvijaju hraneći se izvorima atmosferske vlage i hladnog zraka. Snježne pahulje stvaraju jezgro oko čestica u atmosferi privlačeći prehlađene kapljice vode, koje se smrzavaju u kristalima šestougaonog oblika. Snježne pahulje poprimaju različite oblike, a osnovni među njima su tromboidi, iglice, stubovi i rime. Kako se snijeg akumulira u snježni omotač, on se može otpuhati u nanose. Vremenom se nagomilani snijeg metamorfozira, sinteriranjem, sublimacijom i smrzavanjem-odmrzavanjem. Tamo gdje je klima dovoljno hladna za akumulaciju iz godine u godinu, može se formirati glečer. Inače, snijeg se obično topi sezonski, uzrokujući otjecanje u potoke i rijeke i obnavljanje podzemnih voda.

Glavna područja sklona snijegu uključuju polarne regije, najsjeverniju polovinu sjeverne hemisfere i planinske regije širom svijeta sa dovoljno vlage i niskim temperaturama. Na južnoj hemisferi snijeg je prvenstveno ograničen na planinska područja, osim na Antarktik.[2]

Snijeg utiče na ljudske aktivnosti kao što je transport: stvara potrebu za održavanjem puteva, krila i prozora čistima; poljoprivreda: obezbjeđivanje vode za usjeve i čuvanje stoke; sportovi poput skijanja, snouborda i putovanja na mašinama za snijeg; i ratovanje. Snijeg također utiče na ekosisteme, tako što tokom zime obezbjeđuje izolacijski sloj ispod kojeg biljke i životinje mogu preživjeti hladnoću.[3]

U meteorologiji se smatra snježnim onaj dan kada je bar polovina vidljivog tla pokrivena snježnim pokrivačem.

Padavine

uredi
 
Pojava snježnih padavina:
  Sve nadmorske visine
  Sve nadmorske visine, ne u svim oblastima
  Više nadmorske visine, dolje rijetko
  Isključivo na višim nadmorskim visinama
  Isključivo na vrlo visokim nadmorskim visinama
  Ni na jednoj nadmorskoj visini

Snijeg se razvija u oblacima koji su i sami dio većeg vremenskog sistema. Fizika razvoja snježnih kristala u oblacima je rezultat složenog skupa varijabli koje uključuju sadržaj vlage i temperature. Rezultirajući oblici padajućih i otpalih kristala mogu se klasificirati u niz osnovnih oblika i njihovih kombinacija. Povremeno se pod vedrim nebom mogu formirati neke pločaste, dendritske i zvjezdaste pahulje s prisutnom vrlo niskom temperaturnom inverzijom.[4]

Formiranje oblaka

uredi

Snježni oblaci se obično javljaju u kontekstu većih vremenskih sistema, od kojih je najvažniji područje niskog pritiska, koje obično uključuje tople i hladne frontove kao dio svoje cirkulacije. Dva dodatna i lokalno produktivna izvora snijega su oluje s efektom jezera (također na more) i efekti nadmorske visine, posebno u planinama.

Područje niskog pritiska

uredi
 
Ekstratropska ciklonalna snježna oluja, 24. februara 2007.—(Kliknite za animaciju.)

Cikloni srednje geografske širine su područja niskog pritiska koja mogu proizvesti bilo šta, od oblačnosti i blagih snježnih oluja do jakih mećava.[5] Tokom jeseni, zime i proljeća na hemisferi, atmosfera nad kontinentima može biti dovoljno hladna kroz dubinu troposfere da izazove snježne padavine. Na sjevernoj hemisferi, sjeverna strana područja niskog pritiska proizvodi najviše snijega.[6] Za južne srednje geografske širine, strana Ciklona koja proizvodi najviše snijega je južna strana.

Fronte

uredi
 
Frontalna snježna oluja se kreće prema Bostonu, Massachusetts

Hladna fronta, prednja ivica hladnije mase zraka, može proizvesti frontalne snježne oluje – intenzivnu frontalnu konvektivnu liniju (slično kišnoj traci), kada je temperatura blizu nule na površini. Snažna konvekcija koja se razvija ima dovoljno vlage da stvori uslove za izbjeljivanje na mjestima preko kojih linija prolazi jer vjetar izaziva intenzivan snijeg.[7] Ova vrsta snježne oluje općenito traje manje od 30 minuta u bilo kojoj tački svoje putanje, ali kretanje linije može pokriti velike udaljenosti. Frontalni udari mogu se formirati na kratkoj udaljenosti ispred površinskog hladnog fronta ili iza hladnog fronta, gdje može postojati produbljivi sistem niskog pritiska ili niz linija korita koje djeluju slično tradicionalnom hladnom frontalnom prolazu. U situacijama kada se udari oluje razvijaju postfrontalno, nije neobično da dva ili tri linearna pojasa udara oluje prolaze u brzom nizu razdvojenih samo 40 kilometara, pri čemu svaki prolazi istu tačku u razmaku od otprilike 30 minuta. U slučajevima kada postoji velika količina vertikalnog rasta i miješanja, oluja može razviti ugrađene kumulonimbusne oblake što rezultira munjama i grmljavinom, što se naziva snijeg s grmljavinom.

Topla fronta može proizvesti snijeg neko vrijeme jer topao, vlažan zrak nadjača zrak ispod nule i stvara padavine na granici. Često snijeg prelazi u kišu u toplom sektoru iza fronta.[7]

Efekti jezera i okeana

uredi
 
Hladan sjeverozapadni vjetar iznad Gornjeg jezera i jezera Michigan stvara snježne padavine sa efektom jezera

Snijeg sa efektom jezera nastaje u hladnijim atmosferskim uvjetima kada se hladna zračna masa kreće duž dugih prostranstava toplije jezerske vode, zagrijavajući donji sloj zraka koji uzima vodenu paru iz jezera, podiže se kroz hladniji zrak iznad, smrzava se i taloži se na obalama u zavjetrini (niz vjetar).[8][9]

Isti efekat koji se javlja nad tijelima slane vode naziva se okeanskim efektom ili snijegom sa efektom zaljeva. Efekat je pojačan kada se pokretna vazdušna masa podiže orografskim uticajem viših nadmorskih visina na obalama niz vetar. Ovo podizanje može proizvesti uske, ali vrlo intenzivne trake padavina koje se mogu taložiti brzinom od nekoliko cm snijega svakog sata, često rezultirajući velikom količinom ukupnih snježnih padavina.[10]

Područja zahvaćena snijegom s efektom jezera nazivaju se snježni pojasi. To uključuje područja istočno od Velikih jezera, zapadne obale sjevernog Japana, poluostrvo Kamčatka u Rusiji i područja u blizini Velikog slanog jezera, Crnog mora, Kaspijskog jezera, Baltičkog mora i dijelova sjevernog Atlantskog okeana.[11]

Planinski efekti

uredi

Orografske ili reljefne snježne padavine nastaju kada se vlažan zrak tjera uz vjetrovitu stranu planinskih lanaca velikim strujanjem vjetra. Podizanje vlažnog zraka uz ivicu planinskog lanca rezultira adijabatskim hlađenjem i konačno kondenzacijom i padavinama. Ovim postupkom vlaga se postepeno uklanja iz zraka, ostavljajući suhi i topliji zrak na silaznoj ili zavjetrinoj strani.[12] Rezultirajuće pojačane snježne padavine,[13] zajedno sa smanjenjem temperature sa nadmorskom visinom,[14] kombinuju se za povećanje visine snijega i sezonske postojanosti snježnog pokrivača u područjima podložnim snijegu.[3][15]

Utvrđeno je i da planinski talasi pomažu u povećanju količine padavina niz vjetar od planinskih lanaca tako što povećavaju podizanje potrebno za kondenzaciju i padavine.[16]

 
Drveća "zarobljena" snijegom

Fizika oblaka

uredi
Glavni članak: Pahulja
Padanje snijega u Tokyou, Japan
 
Svježe pale pahulje

Pahulja se sastoji od otprilike 1019 molekula vode koji se dodaju njenom jezgru različitim brzinama i različitim obrascima ovisno o promjeni temperature i vlažnosti unutar atmosfere kroz koju pahulja propada na svom putu do tla. Kao rezultat, pahulje se razlikuju jedna od druge iako slijede slične obrasce.[17][18][19]

Snježni kristali nastaju kada se zamrznu sitne pothlađene kapljice oblaka (oko 10 μm u prečniku). Ove kapljice mogu ostati tečne na temperaturama nižim od -18 °C, jer da bi se smrzle, nekoliko molekula u kapljici se mora slučajno spojiti kako bi formirali raspored sličan onome u ledenoj rešetki. Kapljica se smrzava oko ovog "nukleusa". U toplijim oblacima, čestica aerosola ili "ledeno jezgro" mora biti prisutna u (ili u kontaktu sa) kapljicom da bi djelovala kao jezgro. Jezgra leda su vrlo rijetka u poređenju sa kondenzacijskim jezgrama oblaka na kojima se formiraju kapljice tekućine. Glina, pustinjska prašina i biološke čestice mogu biti jezgra.[20] Umjetna jezgra uključuju čestice srebrnog jodida i suhog leda, a oni se koriste za stimulaciju padavina u zasijavanju oblaka.[21]

Jednom kada se kapljica smrzne, ona raste u prezasićenom okruženju – onom u kojem je zrak zasićen u odnosu na led kada je temperatura ispod tačke smrzavanja. Kapljica tada raste difuzijom molekula vode u zraku (para) na površinu kristala leda gdje se skuplja. Budući da su kapljice vode mnogo brojnije od kristala leda, kristali mogu narasti do stotine mikrometara ili milimetara veličine na račun kapljica vode Wegener-Bergeron-Findeisenovim procesom. Ovi veliki kristali su efikasan izvor padavina, jer zbog svoje mase padaju kroz atmosferu i mogu se sudarati i lijepiti zajedno u klastere ili agregate. Ovi agregati su snježne pahulje i obično su vrsta ledenih čestica koje padaju na tlo.[22] Iako je led čist, rasipanje svjetlosti po kristalnim stranama i udubljenjima/nesavršenostima znači da kristali često izgledaju bijele boje zbog difuzne refleksije cijelog spektra svjetlosti malim česticama leda.[23]

Klasifikacija pahulja

uredi
 
Rana klasifikacija pahulja Israel Perkins Warren.[24]

Mikrografija hiljada pahulja od 1885, počevši od Wilson Alwyn Bentleya, otkrila je široku raznolikost pahuljica unutar skupa uzoraka koji se mogu klasificirati.[25] Uočeni su kristali snijega koji se blisko podudaraju.[26]

Ukichiro Nakaya je razvio morfološki dijagram kristala, povezujući oblike kristala sa temperaturom i uvjetima vlage pod kojima su se formirali, što je sažeto u sljedećoj tabeli.[3]

Morfologija kristalne strukture kao funkcija temperature i zasićenosti vodom
Raspon temperature Opseg zasićenja (g/m3) Vrste snježnih kristala

ispod zasićenja

Vrste snježnih kristala

iznad zasićenja

0 °C do −3.5 °C 0.0 − 0.5 Čvrste ploče Tanke ploče

Dendriti

−3.5 °C do −10 °C 0.5 − 1.2 Čvrste prizme

Šuplje prizme

Šuplje prizme

Igle

−10 °C do −22 °C 1.2 − 1.2 Tanke ploče

Čvrste ploče

Sektorne ploče

Dendriti

−22 °C do −40 °C 0.0 − 0.4 Tanke ploče

Čvrste ploče

Stubovi

Prizme

Nakaya je otkrio da je oblik također funkcija toga da li je prevladavajuća vlaga iznad ili ispod zasićenja. Forme ispod linije zasićenja teže ka čvrstim i kompaktnim, dok kristali formirani u prezasićenom vazduhu teže čipkastim, delikatnim i ukrašenim. Formiraju se i mnogi složeniji obrasci rasta, koji uključuju bočne ravni, ruže od metaka i planarne tipove, u zavisnosti od uslova i jezgri leda.[27][28][29] Ako je kristal počeo da se formira u režimu rasta kolone na oko -5 °C, a zatim padne u topliji pločasti režim, pločasti ili dendritski kristali niču na kraju kolone, stvarajući tzv. kolone".[22]

Magono i Lee su osmislili klasifikaciju svježe formiranih snježnih kristala koja uključuje 80 različitih oblika. Svaki su dokumentirali mikrografijama.[30]

Akumulacija

uredi
 
Animacija sezonskih promjena snijega, zasnovana na satelitskim snimcima

Snijeg se akumulira iz niza snježnih događaja, isprekidanih smrzavanjem i otapanjem, na područjima koja su dovoljno hladna da snijeg zadržava sezonski ili više godina. Glavna područja sklona snijegu uključuju Arktik i Antarktik, sjevernu hemisferu i alpske regije. Tečni ekvivalent snježnih padavina može se procijeniti pomoću mjerača snijega[31] ili sa standardnim mjeračem kiše, prilagođen za zimu uklanjanjem lijevka i unutrašnjeg cilindra.[32] Oba tipa mjerača tope nagomilani snijeg i prijavljuju količinu prikupljene vode.[33] Na nekim automatskim meteorološkim stanicama ultrazvučni senzor dubine snijega može se koristiti za povećanje padavina.[34]

Događaj

uredi
 
New York City tokom mećave 2016, koja je izazvala jake vjetrove i rekordne snježne padavine

Snježna oluja, snježni pljusak i mećava opisuju snježne događaje sve većeg trajanja i intenziteta.[35] Mećava je vremensko stanje koje uključuje snijeg i ima različite definicije u različitim dijelovima svijeta. U Sjedinjenim Državama, mećava nastaje kada su ispunjena dva uslova u periodu od tri sata ili više: stalni vjetar ili česti udari do 16 m/s i dovoljno snijega u zraku da smanji vidljivost na manje od 0,4 kilometra.[36] U Kanadi i Ujedinjenom Kraljevstvu kriteriji su slični.[37][38] Dok se jake snježne padavine često javljaju tokom mećava, snijeg koji pada nije uslov, jer snijeg može stvoriti mećavu na zemlji.[39]

Intenzitet snježne oluje može se kategorizirati prema vidljivosti i dubini akumulacije.[40] Intenzitet snježnih padavina određen je vidljivošću, kako slijedi:[41]

  • Lagana: vidljivost veća od 1 kilometra
  • Umjerena: ograničenja vidljivosti između 0,5 i 1 kilometra
  • Teška: vidljivost je manja od 0,5 kilometara

Snježne oluje mogu nanijeti snijeg u trakama koje se protežu od vodenih tijela kao vremenske prilike na jezeru ili kao rezultat prolaska fronta višeg nivoa.[42][43][44]

Međunarodna klasifikacija za sezonski snijeg na tlu definira "visinu novog snijega" kao dubinu svježe palog snijega, u centimetrima mjereno linijarom, koja se nakupila na mjeraču snijega tokom perioda posmatranja od 24 sata ili drugog intervala posmatranja. Nakon mjerenja, snijeg se čisti sa instrumenta i daska se postavlja u ravninu sa površinom snijega kako bi se omogućilo precizno mjerenje na kraju sljedećeg intervala.[4] Otapanje, zbijanje, puhanje i zanošenje doprinose poteškoćama u mjerenju snježnih padavina.[45]

Distribucija

uredi
 
Drveće prekriveno snijegom u Kuusamo, Finska

Glečeri sa svojim trajnim snježnim pokrivačima pokrivaju oko 10% zemljine površine, dok sezonski snijeg pokriva oko devet posto,[3] uglavnom na sjevernoj hemisferi, gdje sezonski snijeg pokriva oko 40 miliona kvadratnih kilometara, prema procjena iz 1987.[46] Procjena snježnog pokrivača na sjevernoj hemisferi iz 2007. sugeriše da se snježni pokrivač u prosjeku kreće od minimalnog opsega od 2 miliona kvadratnih kilometarasvakog augusta do maksimalnog opsega od 45 miliona kvadratnih kilometara svakog januara ili skoro polovina kopnene površine na toj hemisferi.[47][48] Studija obima snježnog pokrivača na sjevernoj hemisferi za period 1972-2006 sugeriše smanjenje od 0,5 miliona kvadratnih kilometara u periodu od 35 godina.[48]

Rekordi

uredi

Ovo su svjetski rekordi u pogledu snježnih padavina i pahulja:

  • Najveća ukupna sezonska snježna padavina – Svjetski rekord za najveću količinu sezonskih snježnih padavina izmjeren je u Sjedinjenim Državama na skijalištu Mt. Baker, izvan grada Bellinghama, Washington tokom sezone 1998–1999. Mount Baker je primio 2.896 cm snijega,[49] čime je nadmašio prethodni rekorder, planine Rainier, Washington, koji je tokom sezone 1971–1972. pao 2.850 cm snijega.[50]
  • Najveća sezonska prosječna godišnja snježna padavina – Svjetski rekord za najveću prosječnu godišnju količinu snijega iznosi 1,764 cm,[51] izmjereno u Sukayu Onsen, Japan za period 1981-2010.
  • Najveća snježna pahulja – Prema Guinnessovoj knjizi rekorda, najveća snježna pahulja na svijetu pala je u januaru 1887. izvan današnjeg Miles Cityja u Montani. Imala je 38 cm u prečniku.[52]
  • Gradovi (više od 100.000 stanovnika) s najvećim godišnjim snježnim padavinama su Aomori (792 cm), Sapporo (485 cm) i Toyama (363 cm) u Japanu, a slijede St. John's (332 cm) i Quebec (315 cm) u Kanadi i Sirakuzi, New York (325 cm).[53]

Metamorfizam

uredi
 
Svježi snijeg počinje da se metamorfozira: Na površini se vide vjetrovi i sastrugi. U prvom planu su kristali mraza, nastali smrznutom vodenom parom koja izlazi na hladnu površinu.
 
Sastrugi nastali tokom mećave samo nekoliko sati ranije.

Prema Međunarodnom udruženju nauka o kriosferi, snježni metamorfizam je "transformacija koju snijeg prolazi u periodu od taloženja do topljenja ili prelaska u glacijalni led".[4] Počevši od praškastog taloženja, snijeg postaje granularniji kada se počne sabijati pod vlastitom težinom, raznosi ga vjetar, sinteruje čestice zajedno i započinje ciklus topljenja i ponovnog zamrzavanja. Vodena para igra ulogu jer taloži kristale leda, poznate kao inje, tokom hladnih, mirnih uslova.[54] Tokom ove tranzicije, snijeg je "visoko porozan, sinterirani materijal sastavljen od neprekidne strukture leda i neprekidno povezanog pora, koji zajedno formira mikrostrukturu snijega". Gotovo uvijek blizu svoje temperature topljenja, snježni omotač kontinuirano transformiše ova svojstva pri čemu sve tri faze vode mogu koegzistirati, uključujući tečnu vodu koja djelimično ispunjava prostor pora. Nakon taloženja, snijeg napreduje na jednom od dva puta koji određuju njegovu sudbinu, bilo ablacijom (uglavnom topljenjem) iz snježnih padavina ili sezonskog snijega, ili prelaskom iz firna (višegodišnji snijeg) u led glečera.[4]

Sezonski

uredi

Tokom vremena, snježni omotač se može slegnuti pod vlastitom težinom sve dok njegova gustina ne bude približno 30% vode. Povećanja gustoće iznad ove početne kompresije nastaju prvenstveno topljenjem i ponovnim smrzavanjem, uzrokovano temperaturama iznad nule ili direktnim sunčevim zrakama. U hladnijim klimatskim uslovima, snijeg leži na zemlji cijele zime. Do kasnog proljeća, gustina snijega obično dostiže maksimum od 50% vode.[55] Snijeg koji se zadržava u ljeto evoluira u névé, zrnasti snijeg, koji je djelimično otopljen, ponovo zamrznut i zbijen. Névé ima minimalnu gustinu od 500 kilograma po kubnom metru, što je otprilike polovina gustine tekuće vode.[56]

Firn

uredi
 
Firn—metamorfozirani višegodišnji snijeg

Firn je snijeg koji je postojao više godina i koji je prekristaliziran u supstancu gušću od névéa, ali manje gustu i tvrdu od glacijalnog leda. Firn podsjeća na pečeni šećer i vrlo je otporan na lopatu. Njegova gustoća se uglavnom kreće od 550 do 830 kilograma po kubnom metru, a često se može naći ispod snijega koji se nakuplja na vrhu glečera. Minimalna visina koju firn akumulira na glečeru naziva se firnova granica, firnova linija ili snježna linija.[3][57]

Pomijeranje

uredi

Četiri su glavna mehanizma kretanja nataloženog snijega: nanošenje nesinterovanog snijega, lavine nagomilanog snijega na strmim padinama, otapanje snijega u uslovima odmrzavanja i kretanje glečera nakon snijega koji traje više godina i pretvara se u led glečera.

Nanosi

uredi
 
Snježni nanosi se formiraju oko prepreka niz vjetar

Kada praškasti snijeg nanosi vjetar s mjesta gdje je prvobitno pao,[58] formirajući naslage dubine nekoliko metara na izoliranim mjestima.[59] Nakon pričvršćivanja na obroncima, naneseni snijeg može evoluirati u snježnu ploču, što predstavlja opasnost od lavine na strmim padinama.[60]

Lavina

uredi
 
Snježna lavina praškastog snijega

Lavina (koja se naziva i snježni odron ili snježno klizanje) je brzo kretanje snijega niz nagnutu površinu. Lavine se obično pokreću u početnoj zoni zbog mehaničkog kvara u snježnom pokrivaču (lavina ploča) kada sile na snijeg premašuju njegovu snagu, ali ponekad samo uz postepeno širenje (lavina rastresitog snijega). Nakon pokretanja, lavine se obično brzo ubrzavaju i rastu u masi i zapremini kako zahvate više snijega. Ako se lavina kreće dovoljno brzo, dio snijega može se pomiješati sa zrakom stvarajući snježnu lavinu u prahu, koja je vrsta gravitacijske struje. Javljaju se u tri glavna mehanizma:[60]

  • Lavine ploča se javljaju u snijegu koji se nataložio ili ponovo naslagao vjetrom. Imaju karakterističan izgled bloka (ploče) snijega isječenog iz okoline pukotinama. Ovo preuzrokuje većinu smrtnih slučajeva.
  • Snježne lavine u prahu su rezultat taloženja svježeg suhog praha i stvaraju oblak praha koji prekriva gustu lavinu. Mogu premašiti brzine od 300 kilometara na sat i mase od 10.000.000 tona; lavine se mogu kretati na velikim udaljenostima duž ravnih dna dolina, pa čak i uzbrdo na kratkim udaljenostima.
  • Mokre snježne lavine su suspenzija snijega i vode male brzine, sa protokom ograničenim na površinu staze.[60] Mala brzina putovanja je posljedica trenja između klizne površine staze i vode zasićenog toka. Uprkos maloj brzini putovanja (~10 do 40 kilometara na sat), lavine vlažnog snijega su sposobne generisati snažne destruktivne sile, zbog velike mase i gustoće.

Topljenje

uredi
 
Poplava Crvene rijeke sjevera uzrokovana topljenjem snijega 1997.

Mnoge rijeke koje potiču iz planinskih područja ili regija visoke geografske širine primaju značajan dio svog toka zbog topljenja snijega. Ovo često čini tok rijeke izrazito sezonskim, što rezultira periodičnim poplavama[61] tokom proljetnih mjeseci, a barem u suhim planinskim regijama kao što su planine zapadno od SAD-a ili veći dio Irana i Afganistana, vrlo mali protok tokom ostatka godine. Nasuprot tome, ako je veći dio topljenja iz zaleđenih ili skoro zaleđenih područja, otapanje se nastavlja kroz toplu sezonu, s vršnim protokom koji se javlja sredinom do kasnog ljeta.[62]

Glečeri

uredi

Glečeri nastaju tamo gdje akumulacija snijega i leda premašuje ablaciju. Područje u kojem se formira alpski glečer naziva se cirk, tipično geološko obilježje u obliku fotelje, koje skuplja snijeg i gdje se snježni omotač sabija pod težinom uzastopnih slojeva snijega koji se nakupljaju, formirajući névé. Dalje drobljenje pojedinačnih snježnih kristala i smanjenje zarobljenog zraka u snijegu pretvara ga u glacijalni led. Ovaj glacijalni led će ispuniti cirk dok se ne izlije kroz geološku slabost ili put za bijeg, kao što je jaz između dvije planine. Kada je masa snijega i leda dovoljno debela, počinje se kretati zbog kombinacije nagiba površine, gravitacije i pritiska. Na strmijim padinama to se može dogoditi i sa samo 15 m snijega i leda.[3]

Nauka

uredi

Naučnici proučavaju snijeg na raznim skalama koje uključuju fiziku hemijskih veza i oblaka; distribucija, akumulacija, metamorfoza i ablacija snježnih pokrivača; i doprinos topljenja snijega hidraulici rijeka i hidrologiji tla. Čineći to, oni koriste različite instrumente za posmatranje i mjerenje proučavanih pojava. Njihovi nalazi doprinose znanju koje primjenjuju inženjeri, koji prilagođavaju vozila i konstrukcije snijegu, agronomi koji se bave dostupnošću topljenja snijega u poljoprivredi i oni koji dizajniraju opremu za sportske aktivnosti na snijegu. Naučnici razvijaju, a drugi koriste sisteme za klasifikaciju snijega koji opisuju njegova fizička svojstva na skalama u rasponu od pojedinačnog kristala do skupnog snježnog pokrivača. Podspecijalnost su lavine, koje podjednako zabrinjavaju inženjere i sportiste na otvorenom.

Nauka o snijegu bavi se načinom na koji se snijeg formira, njegovom distribucijom i procesima koji utiču na to kako se snježni pokrivači mijenjaju tokom vremena. Naučnici poboljšavaju prognoze oluja, proučavaju globalni snježni pokrivač i njegov uticaj na klimu, glečere i zalihe vode širom svijeta. Studija uključuje fizička svojstva materijala kako se mijenja, zapreminska svojstva snježnih naslaga na licu mjesta i agregatna svojstva područja sa snježnim pokrivačem. Čineći to, oni koriste fizičke tehnike mjerenja na tlu za utvrđivanje činjenica na terenu i tehnike daljinskog otkrivanja kako bi razvili razumijevanje procesa povezanih sa snijegom na velikim područjima.[63]

Mjerenje i klasifikacija

uredi
 
Snježna jama na površini glečera, profilira svojstva snijega gdje snijeg postaje sve gušći s dubinom kako se pretvara u led

Na terenu naučnici za snijeg često iskopaju snježnu jamu unutar koje vrše osnovna mjerenja i zapažanja. Zapažanja mogu opisati karakteristike uzrokovane vjetrom, prodiranjem vode ili padom snijega sa drveća. Procjeđivanje vode u snježni omotač može stvoriti prste toka i jezerce ili teći duž kapilarnih barijera, koje se mogu ponovo zamrznuti u horizontalne i vertikalne čvrste ledene formacije unutar snježnog pokrivača. Među mjerenjima svojstava snježnih pokrivača koje Međunarodna klasifikacija za sezonski snijeg na tlu uključuje su: visina snijega, ekvivalent snježne vode, jačina snijega i obim snježnog pokrivača. Svaki ima oznaku sa šifrom i detaljnim opisom. Klasifikacija proširuje prethodne klasifikacije Nakaye i njegovih nasljednika na srodne vrste padavina i citira se u sljedećoj tabeli:[4]

Frozen precipitation particles, related to snow crystals
Podklasa Oblik Fizički proces
Krupa Jako obrubljene čestice, sferične, konične, šestrugaone ili nepravilnog oblika Jaki obrub čestica akrecijom pothlađenih kapljica vode
Grad Laminarna unutrašnja struktura, prozirna ili mliječno glazirana površina Rast nakupljanjem pothlađene vode, veličina: >5 mm
Sugradica Prozirni, uglavnom mali sferoidi Smrzavanje kapi kiše ili ponovno zamrzavanje uveliko otopljenih snježnih kristala ili pahuljica. Sugradica ili snježne kuglice obložene tankim slojem leda (mala tuča). Veličina: oba 5 mm
Inje Nepravilne naslage ili duži čunjevi i iglice usmjerene prema vjetru Nakupljanje malih, pothlađenih kapljica magle smrznutih na mjestu. Na površini snijega formira se tanka lomljiva kora ako se proces nastavi dovoljno dugo.

Svi se formiraju u oblaku, osim inja, koji se formira na objektima izloženim pothlađenoj vlazi.

Takođerpostoji opširnija klasifikacija nataloženog snijega od onih koje se odnose na snijeg u vazduhu. Kategorije uključuju prirodne i umjetne vrste snijega, opise snježnih kristala dok se metamorfiziraju i tope, razvoj inja u snježnom omotaču i stvaranje leda u njemu. Svaki takav sloj snježnog pokrivača razlikuje se od susjednih slojeva po jednoj ili više karakteristika koje opisuju njegovu mikrostrukturu ili gustoću, a koje zajedno definišu vrstu snijega i druga fizička svojstva. Stoga se u svakom trenutku mora definirati vrsta i stanje snijega koji formira sloj jer o njima zavise njegova fizička i mehanička svojstva. Fizička svojstva uključuju mikrostrukturu, veličinu i oblik zrna, gustoću snijega, sadržaj tekuće vode i temperaturu.[4]

Kada je u pitanju mjerenje snježnog pokrivača na tlu, obično se mjere tri varijable: obim snježnog pokrivača (SCE) — površina pokrivena snijegom, trajanje snježnog pokrivača (SD) — koliko dugo je određeno područje prekriveno snijegom i akumulacija snijega, često izražena kao ekvivalent snježne vode (SWE), koja izražava koliko bi snijeg imao vode da se sav otopi: ovo posljednje je mjerenje zapremine snježnog pokrivača.[64] Za mjerenje ovih varijabli koriste se različite tehnike: površinska promatranja, daljinsko istraživanje, modeli kopnene površine i proizvodi ponovne analize. Ove tehnike se često kombinuju kako bi se formirale najpotpunije skupove podataka.[64]

Satelitski podaci

uredi

Daljinska istraživanja snježnih pokrivača sa satelitima i drugim platformama obično uključuje multispektralnu kolekciju slika.[65] Višestrana interpretacija dobijenih podataka omogućava zaključke o onome što se posmatra. Nauka koja stoji iza ovih daljinskih opservacija je verifikovanaa studijama stvarnih uslova na temelju istine.[3][66]

Satelitska posmatranja bilježe smanjenje snijegom prekrivenih područja od 1960-ih, kada su počela satelitska posmatranja. U nekim regijama kao što je Kina, uočen je trend povećanja snježnog pokrivača od 1978. do 2006. Ove promjene se pripisuju globalnim klimatskim promjenama, koje mogu dovesti do ranijeg topljenja i manje pokrivenosti. U nekim područjima visina snijega se povećava zbog viših temperatura u geografskim širinama sjeverno od 40°. Za sjevernu hemisferu u cjelini srednja mjesečna veličina snježnog pokrivača opada za 1,3% po deceniji.[67]

Najčešće korištene metode za mapiranje i mjerenje obima snijega, dubine snijega i ekvivalenta snježne vode koriste višestruke ulaze na vidljivo-infracrvenom spektru da bi se zaključilo prisustvo i svojstva snijega. Nacionalni centar za podatke o snijegu i ledu (NSIDC) koristi refleksiju vidljivog i infracrvenog zračenja za izračunavanje normaliziranog indeksa razlike snijega, koji je omjer parametara zračenja koji mogu razlikovati oblake od snijega. Drugi istraživači su razvili stabla odlučivanja, koristeći dostupne podatke za preciznije procjene. Jedan od izazova za ovu procjenu je gdje je snježni pokrivač nejednak, na primjer tokom perioda akumulacije ili ablacije, kao i u šumskim područjima. Oblačnost inhibira optički senzor refleksije površine, što je dovelo do drugih metoda za procjenu stanja tla ispod oblaka. Za hidrološke modele važno je imati kontinuirane informacije o snježnom pokrivaču. Pasivni mikrotalasni senzori su posebno vrijedni za vremenski i prostorni kontinuitet jer mogu mapirati površinu ispod oblaka i u mraku. Kada se kombinuje sa reflektivnim mjerenjima, pasivni mikrotalasni senzori uveliko proširuju moguće zaključke o snježnom pokrivaču.[67]

Satelitska mjerenja pokazuju da se snježni pokrivač smanjuje u mnogim dijelovima svijeta od 1978.[64]

Također pogledajte

uredi

Reference

uredi
  1. ^ Hobbs, Peter V. (2010). Ice Physics. Oxford: Oxford University Press. str. 856. ISBN 978-0199587711.
  2. ^ Rees, W. Gareth (2005). Remote Sensing of Snow and Ice. CRC Press. str. 312. ISBN 978-1-4200-2374-9.
  3. ^ a b c d e f g Michael P. Bishop; Helgi Björnsson; Wilfried Haeberli; Johannes Oerlemans; John F. Shroder; Martyn Tranter (2011), Singh, Vijay P.; Singh, Pratap; Haritashya, Umesh K. (ured.), Encyclopedia of Snow, Ice and Glaciers, Springer Science & Business Media, str. 1253, ISBN 978-90-481-2641-5
  4. ^ a b c d e Fierz, C.; Armstrong, R.L.; Durand, Y.; Etchevers, P.; Greene, E.; et al. (2009), The International Classification for Seasonal Snow on the Ground (PDF), IHP-VII Technical Documents in Hydrology, 83, Paris: UNESCO, str. 80, arhivirano (PDF) s originala, septembar 29, 2016, pristupljeno novembar 25, 2016
  5. ^ DeCaria (December 7, 2005). "ESCI 241 – Meteorology; Lesson 16 – Extratropical Cyclones". Department of Earth Sciences, Millersville University. Arhivirano s originala, February 8, 2008. Pristupljeno June 21, 2009.
  6. ^ Tolme, Paul (December 2004). "Weather 101: How to track and bag the big storms". Ski Magazine. 69 (4): 126. ISSN 0037-6159.
  7. ^ a b Meteorological Service of Canada (septembar 8, 2010). "Snow". Winter Hazards. Environment Canada. Arhivirano s originala, juni 11, 2011. Pristupljeno oktobar 4, 2010.
  8. ^ "NOAA - National Oceanic and Atmospheric Administration - Monitoring & Understanding Our Changing Planet". Arhivirano s originala, januar 2, 2015.
  9. ^ "Fetch". Arhivirano s originala, May 15, 2008.
  10. ^ Mass, Cliff (2008). The Weather of the Pacific Northwest. University of Washington Press. str. 60. ISBN 978-0-295-98847-4.
  11. ^ Thomas W. Schmidlin. Climatic Summary of Snowfall and Snow Depth in the Ohio Snowbelt at Chardon. Arhivirano 8. 4. 2008. na Wayback Machine Retrieved on March 1, 2008.
  12. ^ Physical Geography. CHAPTER 8: Introduction to the Hydrosphere (e). Cloud Formation Processes. Arhivirano 20. 12. 2008. na Wayback Machine Retrieved on January 1, 2009.
  13. ^ Stoelinga, Mark T.; Stewart, Ronald E.; Thompson, Gregory; Theriault, Julie M. (2012), "Micrographic processes within winter orographic cloud and precipitation systems", u Chow, Fotini K.; et al. (ured.), Mountain Weather Research and Forecasting: Recent Progress and Current Challenges, Springer Atmospheric Sciences, Springer Science & Business Media, str. 3, Bibcode:2013mwrf.book.....C, ISBN 978-94-007-4098-3
  14. ^ Mark Zachary Jacobson (2005). Fundamentals of Atmospheric Modeling (2nd izd.). Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-83970-9.
  15. ^ P., Singh (2001). Snow and Glacier Hydrology. Water Science and Technology Library. 37. Springer Science & Business Media. str. 75. ISBN 978-0-7923-6767-3.
  16. ^ Gaffin, David M.; Parker, Stephen S.; Kirkwood, Paul D. (2003). "An Unexpectedly Heavy and Complex Snowfall Event across the Southern Appalachian Region". Weather and Forecasting. 18 (2): 224–235. Bibcode:2003WtFor..18..224G. doi:10.1175/1520-0434(2003)018<0224:AUHACS>2.0.CO;2.
  17. ^ John Roach (februar 13, 2007). ""No Two Snowflakes the Same" Likely True, Research Reveals". National Geographic News. Arhivirano s originala, januar 9, 2010. Pristupljeno juli 14, 2009.
  18. ^ Jon Nelson (septembar 26, 2008). "Origin of diversity in falling snow". Atmospheric Chemistry and Physics. 8 (18): 5669–5682. Bibcode:2008ACP.....8.5669N. doi:10.5194/acp-8-5669-2008.
  19. ^ Kenneth Libbrecht (Winter 2004–2005). "Snowflake Science" (PDF). American Educator. Arhivirano s originala (PDF), November 28, 2008. Pristupljeno July 14, 2009.
  20. ^ Brent Q Christner; Cindy E Morris; Christine M Foreman author4=Rongman Cai; David C Sands (2008). "Ubiquity of Biological Ice Nucleators in Snowfall". Science. 319 (5867): 1214. Bibcode:2008Sci...319.1214C. CiteSeerX 10.1.1.395.4918. doi:10.1126/science.1149757. PMID 18309078. S2CID 39398426. Nedostaje uspravna crta: |author3= (pomoć); Missing |author4= (pomoć)
  21. ^ Glossary of Meteorology (2009). "Cloud seeding". American Meteorological Society. Arhivirano s originala, mart 15, 2012. Pristupljeno juni 28, 2009.
  22. ^ a b M. Klesius (2007). "The Mystery of Snowflakes". National Geographic. 211 (1): 20. ISSN 0027-9358.
  23. ^ Jennifer E. Lawson (2001). Hands-on Science: Light, Physical Science (matter) – Chapter 5: The Colors of Light. Portage & Main Press. str. 39. ISBN 978-1-894110-63-1. Pristupljeno June 28, 2009.
  24. ^ Warren, Israel Perkins (1863). Snowflakes: a chapter from the book of nature. Boston: American Tract Society. str. 164. Pristupljeno 2016-11-25.
  25. ^ Chris V. Thangham (decembar 7, 2008). "No two snowflakes are alike". Digital Journal. Arhivirano s originala, decembar 28, 2009. Pristupljeno juli 14, 2009.
  26. ^ Randolph E. Schmid (juni 15, 1988). "Identical snowflakes cause flurry". The Boston Globe. Associated Press. Arhivirano s originala, juni 24, 2011. Pristupljeno novembar 27, 2008. But there the two crystals were, side by side, on a glass slide exposed in a cloud on a research flight over Wausau, Wis.
  27. ^ Matthew Bailey; John Hallett (2004). "Growth rates and habits of ice crystals between −20 and −70C". Journal of the Atmospheric Sciences. 61 (5): 514–544. Bibcode:2004JAtS...61..514B. doi:10.1175/1520-0469(2004)061<0514:GRAHOI>2.0.CO;2.
  28. ^ Kenneth G. Libbrecht (oktobar 23, 2006). "A Snowflake Primer". California Institute of Technology. Arhivirano s originala, juli 10, 2009. Pristupljeno juni 28, 2009.
  29. ^ Kenneth G. Libbrecht (January–February 2007). "The Formation of Snow Crystals". American Scientist. 95 (1): 52–59. doi:10.1511/2007.63.52.
  30. ^ Magono, Choji; Lee, Chung Woo (1966), "Meteorological Classification of Natural Snow Crystals", Journal of the Faculty of Science, 7 (jezik: engleski) (Geophysics izd.), Hokkaido, 3 (4): 321–335, hdl:2115/8672
  31. ^ "Nipher Snow Gauge". On.ec.gc.ca. August 27, 2007. Arhivirano s originala, September 28, 2011. Pristupljeno August 16, 2011.
  32. ^ National Weather Service Office, Northern Indiana (april 13, 2009). "8 Inch Non-Recording Standard Rain Gage". National Weather Service Central Region Headquarters. Arhivirano s originala, decembar 25, 2008. Pristupljeno januar 2, 2009.
  33. ^ National Weather Service Office Binghamton, New York (2009). Raingauge Information. Arhivirano 13. 10. 2008. na Wayback Machine Retrieved on January 2, 2009.
  34. ^ "All-Weather Precipitation Gauge". On.ec.gc.ca. August 27, 2007. Arhivirano s originala, September 28, 2011. Pristupljeno August 16, 2011.
  35. ^ Glossary of Meteorology (2009). "Snow flurry". American Meteorological Society. Arhivirano s originala, novembar 27, 2007. Pristupljeno juni 28, 2009.
  36. ^ "National Weather Service Glossary". National Weather Service. 2009. Arhivirano s originala, maj 9, 2009. Pristupljeno juli 12, 2009.
  37. ^ "Blizzards". Winter Severe Weather. Environment Canada. September 4, 2002. Arhivirano s originala, February 11, 2009. Pristupljeno July 12, 2009.
  38. ^ Met Office (November 19, 2008). "Key to flash warning criteria". Arhivirano s originala, December 29, 2010. Pristupljeno July 12, 2009.
  39. ^ National Weather Service Forecast Office, Flagstaff, Arizona (maj 24, 2007). "Blizzards". National Weather Service Western Region Headquarters. Arhivirano s originala, januar 15, 2009. Pristupljeno juli 12, 2009.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  40. ^ National Oceanic and Atmospheric Administration (November 1991). "Winter Storms...the Deceptive Killers". United States Department of Commerce. Arhivirano s originala, June 8, 2009. Pristupljeno June 28, 2009.
  41. ^ Glossary of Meteorology (2009). "Snow". American Meteorological Society. Arhivirano s originala, februar 20, 2009. Pristupljeno juni 28, 2009.
  42. ^ "NASA's storm-chasing planes fly through blizzards to improve snowfall forecasts". Popular Science. 3 February 2022. Pristupljeno 9 March 2023.
  43. ^ NOAA. "What causes bands of heavy snowfall?". weather.gov (jezik: engleski). US Department of Commerce. Pristupljeno 9 March 2023.
  44. ^ Coombs, Mitchel (28 November 2022). "3D Weather: Science of snow bands". KECI (jezik: engleski). Pristupljeno 9 March 2023.
  45. ^ National Weather Service Forecast Office Northern Indiana (oktobar 2004). "Snow Measurement Guidelines for National Weather Service Snow Spotters" (PDF). National Weather ServiceCentral Region Headquarters. Arhivirano (PDF) s originala, februar 15, 2010.
  46. ^ Chang, A.T.C.; Foster, J.L.; Hall, D.K. (1987). "NIMBUS-7 SMMR derived global snow parameters". Annals of Glaciology. 9: 39–44. doi:10.1017/S0260305500200736.
  47. ^ Lemke, P.; et al. (2007), "Observations: Changes in snow, ice and frozen ground", u Solomon, S.; et al. (ured.), Climate Change 2007: The Physical Science Basis, New York: Cambridge Univ. Press, str. 337–383
  48. ^ a b Déry, S. J; Brown, R. D. (2007), "Recent Northern Hemisphere snow cover extent trends and implications for the snow-albedo feedback", Geophysical Research Letters, 34 (L22504): L22504, Bibcode:2007GeoRL..3422504D, doi:10.1029/2007GL031474
  49. ^ "NOAA: Mt. Baker snowfall record sticks". USA Today. august 3, 1999. Arhivirano s originala, april 24, 2009. Pristupljeno juni 30, 2009.
  50. ^ Mount Rainier National Park (April 14, 2006). "Frequently Asked Questions". National Park Service. Arhivirano s originala, February 21, 2007. Pristupljeno June 30, 2009.
  51. ^ "JMA" (jezik: japanski). JMA. Arhivirano s originala, juni 18, 2013. Pristupljeno novembar 12, 2012.
  52. ^ William J. Broad (mart 20, 2007). "Giant Snowflakes as Big as Frisbees? Could Be". New York Times. Arhivirano s originala, novembar 4, 2011. Pristupljeno juli 12, 2009.
  53. ^ "Top 10 snowiest major cities around the world". Accuweather. Pristupljeno 4 March 2023.
  54. ^ David McClung & Peter Schaerer (2006). The Avalanche Handbook. The Mountaineers Books. str. 49–51. ISBN 978-0-89886-809-8. Pristupljeno July 7, 2009.
  55. ^ California Data Exchange Center (2007). "Depth and Density". Department of Water Resources California. Arhivirano s originala, juli 13, 2009. Pristupljeno juli 8, 2009.
  56. ^ Glossary of Meteorology (2009). "Firn". American Meteorological Society. Arhivirano s originala, august 24, 2007. Pristupljeno juni 30, 2009.
  57. ^ Pidwirny, Michael; Jones, Scott (2014). "CHAPTER 10: Introduction to the Lithosphere—Glacial Processes". PhysicalGeography.net. University of British Columbia, Okanagan. Pristupljeno 2018-12-20.
  58. ^ Joy Haden (februar 8, 2005). "CoCoRaHS in the Cold – Measuring in Snowy Weather" (PDF). Colorado Climate Center. Arhivirano (PDF) s originala, juli 18, 2011. Pristupljeno juli 12, 2009.
  59. ^ Caroline Gammel (februar 2, 2009). "Snow Britain: Snow drifts and blizzards of the past". Telegraph Media Group. Arhivirano s originala, februar 5, 2009. Pristupljeno juli 12, 2009.
  60. ^ a b c McClung, David and Shaerer, Peter: The Avalanche Handbook, The Mountaineers: 2006. ISBN 978-0-89886-809-8
  61. ^ Howard Perlman (maj 13, 2009). "The Water Cycle: Snowmelt Runoff". United States Geological Survey. Arhivirano s originala, august 13, 2009. Pristupljeno juli 7, 2009.
  62. ^ Randy Bowersox (juni 20, 2002). "Hydrology of a Glacial Dominated System, Copper River, Alaska" (PDF). University of California-Davis. str. 2. Arhivirano (PDF) s originala, juni 12, 2010. Pristupljeno juli 8, 2009.
  63. ^ "All About Snow—Snow Science". National Snow and Ice Data Center. University of Colorado, Boulder. 2016. Arhivirano s originala, decembar 1, 2016. Pristupljeno novembar 30, 2016.
  64. ^ a b c Fox-Kemper, B.; Hewitt, H.T.; Xiao, C.; Aðalgeirsdóttir, G.; Drijfhout, S.S.; Edwards, T.L.; Golledge, N.R.; Hemer, M.; Kopp, R.E.; Krinner, G.; Mix, A. (2021). Masson-Delmotte, V.; Zhai, P.; Pirani, A.; Connors, S.L.; Péan, C.; Berger, S.; Caud, N.; Chen, Y.; Goldfarb, L. (ured.). "Ocean, Cryosphere and Sea Level Change" (PDF). Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, US. 2021: 1283–1285. doi:10.1017/9781009157896.011. ISBN 9781009157896.
  65. ^ Hall, Dorothy K. (1985). Remote Sensing of Ice and Snow. Dordrecht: Springer Netherlands. ISBN 978-94-009-4842-6.
  66. ^ Hall, Dorothy K.; Box, J; Casey, K; Hook, S; Shuman, C; Steffen, K (15 October 2008). "Comparison of satellite-derived and in-situ observations of ice and snow surface temperatures over Greenland". Remote Sensing of Environment. 112 (10): 3739–3749. Bibcode:2008RSEnv.112.3739H. doi:10.1016/j.rse.2008.05.007. hdl:2060/20080030345. S2CID 91180832.
  67. ^ a b Dietz, A.; Kuenzer, C.; Gessner, U.; Dech, S. (2012). "Remote Sensing of Snow – a Review of available methods". International Journal of Remote Sensing. 33 (13): 4094–4134. Bibcode:2012IJRS...33.4094D. doi:10.1080/01431161.2011.640964. S2CID 6756253.

Vanjski linkovi

uredi
 
Logo Wikicitata
Wikicitati imaju citate vezane za: Snijeg
 
Commons logo
Commons ima datoteke na temu: Snijeg
Preuzeto iz "https://bs.wikipedia.org/w/index.php?title=Snijeg&oldid=3634559"