ไขข้อสงสัย หิมะเกิดขึ้นได้อย่างไร ? หิมะเกิดจากไอน้ำหรือหยดน้ำในเมฆที่มีอุณหภูมิ ประมาณ -40°C ซึ่งน้ำที่อยู่ใน สถานะเช่่นนี้ เราเรียกว่า น้ำเย็นยิ่งยวด (Super cooled water)
เมื่อน้ำเย็นยิ่งยวดเกิดการกระทบกับอนุภาคเล็กๆ ที่แขวนลอยอยู่ในอากาศ (ทําหน้าที่เป็นแกน น้ำแข็ง หรือ Ice nuclei) เช่น ฝุ่น ควัน เป็นต้น ก็จะเกิดการระเหิดกลับเป็นผลึกน้ำแข็งขึ้น
จากนั้นไอน้ำที่อยู่โดยรอบจะเข้าจับตัวกับผลึกน้ำแข็ง ทําให้ผลึกน้ำแข็งมีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ หากผลึกน้ำแข็งชนกันเองก็จะเกิดการรวมตัวกลายเป็นผลึกขนาดใหญ่เรียกว่า เกล็ดหิมะ (Snow flake) และเมื่อผลึก
สําหรับรูปร่างผลึกน้ำแข็ง หรือเกล็ดหิมะที่ เกิดขึ้นนั้น มีลักษณะเป็นผลึกใสที่มีลักษณะสมมาตร และมีรูปร่างที่สวยงามหลากหลายรูปแบบมากจนน่าทึ่ง ทั้งแบบกิ่งก้าน แท่ง หรือแบบแผ่น เป็นต้น โดย นักวิทยาศาสตร์ศึกษาพบว่าเมื่อธาตุปรอทมีอุณภูมิระหว่าง -1 ถึง -3 องศา C เกล็ดหิมะจะตกผลึกเป็นแผ่น และเรียงร้อยกันเหมือนกิ่งก้าน
-
- ละอองหมอก (Mist) เป็นหยดน้ำขนาด 0.005 – 0.05 มิลลิเมตร เกิดจากเมฆสตราตัส ทำให้เรารู้สึกชื้นเมื่อเดินผ่าน มักพบบนยอดเขาสูง
- ฝนละออง (Drizzle) เป็นหยดน้ำขนาดเล็กกว่า 0.5 มิลลิเมตร เกิดจากเมฆสตราตัส พบเห็นบ่อยบนยอดเขาสูง ตกต่อเนื่องเป็นเวลานานหลายชั่วโมง
- ฝน (Rain) เป็นหยดน้ำมีขนาดประมาณ 0.5 – 5 มิลลิเมตร ฝนส่วนใหญ่ตกลงมาจากเมฆนิมโบสตราตัส และเมฆคิวมูโลนิมบัส
- หิมะ (Snow) เป็นผลึกน้ำแข็งขนาดประมาณ 1 – 20 มิลลิเมตร ซึ่งเกิดจากไอน้ำจากน้ำเย็นยิ่งยวด ระเหิดกลับเป็นผลึกน้ำแข็งแล้วตกลงมา (เคยมีหิมะตกที่จังหวัดเชียงราย ในปีที่อากาศหนาวเย็นมาก)
- ลูกเห็บ (Hail) เป็นก้อนน้ำแข็งขนาดใหญ่กว่า 5 เซนติเมตร เกิดขึ้นจากกระแสในอากาศแนวดิ่งภายในเมฆคิวมูโลนิมบัส พัดให้ผลึกน้ำแข็งสะสมตัวจนมีขนาดใหญ่และตกลงมา
นอกจากนั้นกระแสอากาศไหลขึ้น (Updraft) ยังช่วยให้เร่งอัตราการชนและรวมตัวให้เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว เมื่อหยดน้ำมีขนาดใหญ่ประมาณ 1 มิลลิเมตร จะมีน้ำหนักมากพอที่จะชนะแรงพยุง และตกลงมาด้วยแรงโน้มถ่วงของโลก หยดน้ำที่ตกลงมาจากยอดเมฆชนและรวมตัวกับหยดน้ำอื่นๆ ในขาลงกลายเป็น “หยดน้ำฝน” (Rain droplets) ตกลงจากฐานเมฆ โดยมีขนาดประมาณ 2 – 5 มิลลิเมตร ดังภาพที่ 2
ในเขตที่มีอากาศหนาวเย็น เช่น ในเขตละติจูดสูงหรือบนเทือกเขาสูง รูปแบบของการเกิดหยาดน้ำฟ้าจะแตกต่างไปจากเขตร้อน หยดน้ำบริสุทธิ์ในก้อนเมฆมิได้แข็งตัวที่อุณหภมิ 0°C หากแต่แข็งตัวที่อุณหภูมิประมาณ -40°C เราเรียกน้ำในสถานะของเหลวที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0°C นี้ว่า “น้ำเย็นยิ่งยวด” (Supercooled water) น้ำเย็นยิ่งยวดจะเปลี่ยนสถานะเป็นของแข็งได้ก็ต่อเมื่อกระทบกับวัตถุของแข็งอย่างทันทีทันใด ยกตัวอย่าง เมื่อเครื่องบินเข้าไปในเมฆชั้นสูง ก็จะเกิดน้ำแข็งเกาะที่ชายปีกด้านหน้า การระเหิดกลับเช่นนี้ (Deposition) จำเป็นจะต้องอาศัยแกนซึ่งเรียกว่า “แกนน้ำแข็ง” (Ice nuclei) เพื่อให้ไอน้ำจับตัวเป็นผลึกน้ำแข็ง ในก้อนเมฆมีน้ำครบทั้งสามสถานะ คือ น้ำแข็ง หยดน้ำ และไอน้ำ และมีแรงดันไอน้ำที่แตกต่างกัน ไอน้ำระเหยจากละอองน้ำโดยรอบ แล้วระเหิดกลับรวมตัวเข้ากับผลึกน้ำแข็งอีกทีหนึ่ง ทำให้ผลึกน้ำแข็งมีขนาดใหญ่ขึ้น ดังภาพที่ 3 เราเรียกกระบวนการนี้ว่า “กระบวนการเบอร์เจอรอน” (Bergeron process)
เมื่อผลึกน้ำแข็งมีขนาดใหญ่และมีน้ำหนักมากพอที่จะชนะแรงพยุง (Updraft) มันจะตกลงมาด้วยแรงโน้มถ่วงของโลก และปะทะกับหยดน้ำเย็นยิ่งยวดซึ่งอยู่ด้านล่าง ทำให้เกิดการเยือกแข็งและรวมตัวให้ผลึกมีขนาดใหญ่ยิ่งขึ้นไปอีก นอกจากนั้นผลึกอาจจะปะทะกันเอง จนทำให้เกิดผลึกขนาดใหญ่ที่เรียกว่า “เกล็ดหิมะ” (Snow flake) ในเขตอากาศเย็น หิมะจะตกลงมาถึงพื้น แต่ในวันที่มีอากาศร้อน หิมะจะเปลี่ยนสถานะกลายเป็น “ฝน” เสียก่อนแล้วจึงตกถึงพื้น
-ขอบคุณช้อมูล http://www.lesa.biz/
