Neu
De Viquipèdia
La neu és la precipitació d'aigua en forma de multitud de petits cristalls de gel, anomenats flocs de neu. A causa de la seva composició granular, té una estructura suau i flonja, a no ser que estigui compactada a causa de la pressió. Generalment la neu es forma per sublimació del vapor d'aigua en les capes altes de l'atmosfera, a una temperatura inferior als 0°C. La caiguda de precipitació en forma de neu s'anomena nevada.
L'ocurrència, quantitat i intensitat de les nevades depen, entre d'altres factors, de la latitud, l'altura, la distància al mar o l'oceà i de l'estació de l'any.
La neu es pot fabricar també amb l'ajuda dels canons de neu. Aquesta tècnica és utilitzada per les estacions d'esquí per millorar l'estat de les pistes quan la temperatura és suficientment baixa però les precipitacions no són prou abundants.
Taula de continguts |
[edita] Aspectes físics
[edita] Història
L'estructura hexagonal dels flocs de neu ja va ser coneguda a la Xina al Segle II aC. A Europa no seria fins el 1591 quan el matemàtic anglès Thomas Harriot s'en va adonar d'aquesta característica, però no va publicar les seves observacions. La primera publicació científica sobre el tema la devem a Johannes Kepler, un dels primers científics a interessar-se sobre la formació dels flocs de neu, que el 1611 va escriure una monografia sobre la seva formació (Vom sechseckigen Schnee).
El 1635 René Descartes va descriure de manera precisa moltes formes de cristalls de neu.
El 1665 Robert Hooke va fer les primeres observacions dels cristalls de neu utilitzant el microscopi i va publicar nombrosos dissenys de cristalls, mostrant la complexitat i diversitat de les seves estructures, al seu llibre Micrographia.
El 1931 Wilson A. Bentley va publicar unes dues mil fotografies de cristalls de neu al llibre Snow Crystals.
El 1936 el japonès Ukichiro Nakaya va aconseguir de crear flocs de neu artificials en condicions experimentals, fixant la temperatura i la saturació del vapor d'aigua, adonant-se que la forma dels cristalls depen d'aquests dos paràmetres. Nakaya va ser el primer a estudiar de manera sistemàtica els cristalls de neu, gran part dels seus treballs va ser publicada el 1954 al llibre Snow Crystals : Natural and Artificial.
[edita] Forma dels flocs de neu
A un núvol molt fred, el vapor d'aigua es condensa directament en cristalls de glaç sobre les partícules que hi ha en suspensió (pols, fum, ...). Si durant la seva caiguda només troben capes d'aire d'una temperatura inferior a 0ºC, els cristalls s'aglutinen en forma de branques glaçades que es combinen per formar flocs cada cop més grans. L'encaix d'aquests cristalls depen essencialment de la temperatura, l'única característica comú a tots els flocs és l'estructura hexagonal, que reprodueix l'estructura cristal·lina del gel ordinari i està relacionada amb l'estructura molecular de l'aigua, intentant aconseguir la màxima reducció de l'energia potencial química del cristall.
La forma dels flocs varia en funció de la temperatura :
- de 0 a -4°C : plaquetes hexagonals primes
- de -4 a -6°C : agulles
- de -6 a -10°C : columnes
- de -10 a -12°C : cristalls de sis puntes llargues
- de -12 a -16°C : dendrites
La densitat de la neu nova és molt variable, les estadístiques donen una mitjana de 110 kg per metre cúbic, amb una desviació típica de 40 kg per metre cúbic.
[edita] Cicle de vida d'un cristall
La formació i l'evolució dels cristalls comprenen:
- Els múltiples graus de llibertat d'associació química de les molècules d'aigua, aquestes possibilitats són afavorides per la lentitud de la cristal·lització, que va d'una desena de minuts a vàries hores. Aquesta és la base de l'extrema diversitat de les formes creades.
- Les diverses condicions meteorològiques que hi ha entre la formació i la seva desaparició:
- condicions al nivell de formació, abans de la precipitació
- condicions de les capes atmosfèriques travessades durant la precipitació
- condicions a nivell del sòl, si hi arriben
La feblesa dels lligams entre les molècules d'aigua fa que aquests cristalls siguin molt sensibles a qualsevol modificació de les condicions del seu entorn. Es pot considerar el cristall de neu com a inestable i que ha d'estar en fase de cristal·lització per conservar la seva forma, tot i que en quan aquesta s'interromp comencen a produir-se recombinacions entre ells. Aquesta sensibilitat fa molt difícil l'observació dels cristalls al microscopi.
[edita] Condicions a nivell de la zona de formació
L'existència d'un moviment ascendent de l'aire condiciona de manera especial la durada de la cristal·lització i les seves possibilitats de penetració a d'altres capes amb diferent higrometria, temperatura, pressió, ... En aquest nivell, els cristalls poden fondre's, sublimar-se o combinar-se, però també poden estar recoberts d'aigua en estat de sobrerefredament; els cristalls es cobreixen de nòduls, en principi invisibles, però que li poden donar un aspecte de flor de mimosa.
Fins i tot si no hi ha corrents ascendents, la resistència que oposa l'aire requereix de l'aglomeració de varis cristalls abans no es produeixi la precipitació.
[edita] Condicions de la precipitació
La presència de turbulències i la higrometria en particular, regeixen la desaparició (per fusió o sublimació) dels cristalls i els flocs o, pel contrari, la seva aglomeració progressiva. Els flocs parcialment liquats poden patir una cristal·lització brutal si van a parar a una atmosfera més freda; si el fenomen és massiu es parla d'aiguaneu.
La variació dels paràmetres meteorològics amb l'altura es caracteritza especialment per la determinació de la cota de neu.
[edita] Condicions de cristal·lització al terra
A les latituds temperades el gran poder aïllant de la neu, associat a l'albedo, fa possible la ràpida creació d'un gradient tèrmic entre el terra més calent i aïllat i la superfície reflectora freda que pot arribar a ser de 20 graus. També es constata que quan hi ha un gradient de temperatura adient, els cristalls d'una capa de neu entren en un procés de recristal·lització que es tradueix en un augment de la grandària mitja dels cristalls. Es considera que amb 15 cm de neu hi ha prou per arribar a tenir el gradient necessari. Les condicions de la recristal·lització a terra són diferents de les que es produeixen a l'alta atmosfera on es generen els cristalls i les noves formes que es generen són menys elaborades.
[edita] Evolució del mantell de neu
La neu nova caiguda pot ser afectada per l'acció del vent, sobretot si és molt lleugera, i pot ser modelada per la seva acció, les formes d'acumulació que s'originen per l'acció del vent poden ser ones, en forma de creixent amb la part còncava a sotavent; arrugues, amb pendent fort a sotavent i molt suau a sobrevent; barcanes, en forma de creixent amb un angle obtús o agut en funció de si el vent ha estat regular o no ho ha estat. Si el vent troba obstacles en el seu recorregut es poden formar acumulacions de neu darrere d'ells, a sotavent; o de gebre a sobrevent. El vent també pot modelar formes per erosió del mantell, es poden formar zastruguis, talls o forats. En el cas de la neu primavera, compacta i amb molt d'aigua que està destinada a fondre's in situ. A la muntanya el vent origina cornisses que poden afectar els excursionistes.
La neu no és un material inert, és en constant evolució i no para de transformar-se, sotmesa al seu propi pes que la comprimeix i a les diferències de temperatura entre el dia i la nit. Si el pendent és fort, el mantell pot esdevenir inestable i generar allaus.
[edita] La metamorfosi isotèrmica
Es desenvolupa quan el gradient tèrmic dintre de la capa de neu és feble, inferior a 5°C per metre. A causa dels desequilibris de la pressió de saturació del vapor d'aigua, les dendrites desapareixen en benefici del centre del cristall. Els cristalls s'arrodoneixen i la seva grandària es calibra i es parla de grans fins. Els contactes creats d'aquesta manera, es corresponen a la formació de ponts de glaç que solden els cristalls els uns als altres, aquest fenomen es coneix com a sinterització. D'aquesta manera, la capa de neu guanya en cohesió i en densitat.
[edita] La metamorfosi amb un gradient mig
Apareix quan el gradient tèrmic dintre de la capa de neu és entre 5 et 20 °C per metre. També s'observa una transferència de matèria per sublimació / congelació però la direcció privilegiada és la vertical, de baix a dalt. Els cristalls es transformen en grans amb les cares planes.
[edita] La metamorfosi amb un gradient fort
Quan el gradient tèrmic és superior a 20 °C per metre, el flux de vapor d'aigua dintre de la capa de neu esdevé molt fort. Després d'una desena de dies, els grans prenen la forma de gobelets que poden arribar a fer força mil·límetres de diàmetre. Llavors el mantell esdevé molt inestable en trobar-se sobre un munt de boles rodants.
[edita] La metamorfosi de la fosa
La fosa de la neu es tradueix en l'aparició d'aigua líquida en el mantell de neu, causada per la pluja o pel desglaç. Es formen aglomerats, dits grans rodons, que fan el mantell molt inestable. El fet d'hidratar la neu no provoca necessàriament la seva fosa de manera immediata.
[edita] Aspectes ecològics
[edita] Balanç energètic
L'energia solar contribueix a l'escalfament del sòl de manera desigual, un factor important és l'albedo, que mesura la part de radiació que és reflectida. L'albedo mitjà a la superfície de la Terra és de 0,28. Com la neu nova és d'un blanc especialment pur, fa pujar l'albedo a 0,85. Això implica una reflexió important dels raigs lluminosos del Sol, el que significa una disminució de l'aportació d'energia. La neu vella conserva un albedo de 0,60, per tant és fàcil d'entendre que els sòls innivats tendeixen a continuar freds en superfície, i en conseqüència, a conservar el seu mantell de neu.
Pel contrari, els boscs de coníferes aprofiten el seu albedo feble (0,12) i la llum reflectida per alliberar les seves branques de la neu.
[edita] L'aigua de la neu
La neu es transforma en aigua molt lentament, això fa que pugui penetrar molt més al sòl i ser aprofitada per omplir les capes freàtiques amb més eficiència que l'aigua de pluja.
Si la neu és acompanyada per pluges pot esdevenir en un problema en forma d'inundacions, de vegades catastròfiques en provocar una fosa ràpida.
[edita] Paper protector
La neu és un aïllant excel·lent perquè conté una gran quantitat d'aire. La seva presència fa que les variacions de temperatura siguin més petites i el sòl es glaça menys en fondària. Ratolins i altres rosegadors viuen a l'espai subnival, fosc i tranquil, desplaçant-se contínuament per una xarxa de túnels i rossegant les tiges de les plantes.
De la mateixa manera, la vegetació coberta de neu és protegida de les fortes glaçades. Algunes plantes alpines continuen actives durant l'hivern. El lliri de neu pot travessar el mantell de neu per florir, si la capa de neu és mont gran l'allargament de les tiges es fa en horitzontal i en tots els sentits i és quan son alliberades que es redrecen.
Els esquimals han tret profit d'aquesta propietat per fer les seves cases de neu, els iglús. L'habitació, d'estructura hesmisfèrica, es construeix disposant blocs de neu endurida, a la part superior es posa un bloc de gel translúcid i el conjunt es consolida amb aigua glaçada. Havent -40 °C a l'exterior, la temperatura interior a nivell del terra és de -5 °C. De totes maneres, l'iglú no és altra cosa que una residència temporal de caça i no la casa permanent dels esquimals o inuits.
[edita] Aspectes geogràfics
[edita] Zones de neu
A les regions de clima tropical la neu és pràcticament absent, s'acostuma a considerar que els paral·lels 35 N i S delimiten aquesta zona on només a les muntanyes hi ha una certa presència de neu. El volcà Cayambe, un cim de 5.790 m situat a l'Equador, rep precipitacions en forma de neu de manera regular tot i trobar-se a la latitud 0.
Com més en apropem als pols, més augmenta la nivositat, tanmateix la quantitat de neu que cau a les regions polars és petita però es conserva pel fred que hi fa. A més les zones costaneres són relativament poc afectades per la neu.
És a les regions temperades, continentals i muntanyoses, on es produeixen les nevades més importants, entre elles els 130 cm en 24 h a l'estació suissa de Klosters el gener del 1982 o els 193 cm en 24 que es van mesurar a Silver Lake (Colorado) l'abril del 1921.
[edita] Neus perpètues
Quan la capa de neu no arriba a fondre's totalment a l'estació càlida, es parla de neus perpètues. Aquesta situació es produeix a la major part dels grans cims i a prop dels pols. Compactades i parcialment foses aquestes neus es convertiran en congestes i més tard en glaceres. El gel continental dels pols s'anomena inlandsis, els icebergs que es desprenen de les glaceres són formats per aigua dolça, pel contrari, el gel marí de la banquisa és format per aigua salada.
El cas del Kilimanjaro, punt culminant de l'Àfrica, és un exemple revelador de l'escalfament global del planeta. Els científics [1] estimen que podria perdre el que li resta de neus perpètues entre el 2015 i el 2020. A llarg del segle XX el volum de glaç que hauria desaparegut seria superior al 80% [2] [3]. Les neus perpètues del Kilimanjaro podrien desaparèixer després de 11.000 anys [4].
|
|||
| Sol | Núvol | Pluja | Vent | Tempesta | Neu | Pedra | Llamp i Llampec | Boira | Gelada Sequera | Inundació | Tornado | Cicló | Tempesta de pols | Tsunami | Monsó |
.svg/30px-Wikipedia_logo_(svg).svg.png){kind=logo}
