Lumi on teatud sademete tüüp, mis on iseloomulik aasta kindlale aastaajale. Kukkumisel nad kasvavad, ehitades üles oma keha õhuosade ja niiskuse kondenseerumise tõttu oma keha. Langevate lumehelveste suurus ja pitsid sõltuvad pilve kõrgusest ja temperatuurist, millest need moodustusid. Kuid miks külma ilmaga lumi jalas jalge alla krigiseb?
Selleks, et mõista, miks lumi alguses jalad all on, on vaja mõista lumehelbe struktuuri.
Lumehelbe tekstuur
Vee molekulaarstruktuur on paigutatud nii, et lumehelbe moodustumise nurgad võivad olla ainult 120 ja 60 kraadi. Lumehelveste servadesse ja tippudesse moodustuvad uued kristallilised kasvud, nende peal külmuvad järgmised kihid. Nende protsesside tulemusel sünnivad mitmesugused hämmastavad vormid, kuid peaaegu kõik sarnanevad tähe kujuga.
Lumehelveste peamised vormid
Teadlased on tuvastanud mitu lumehelveste põhivormi:
- Nõel - kristall, mis meenutab pikka jääst valmistatud nõela, on mõnikord õõnes ja otsad hargnevad mitmeks kasvuks;
- Tärnide moodustumine sarnaneb jääkiudude kudumisstruktuuriga. Kiud asuvad tavaliselt suvalises hargnemises;
- Dendriidid - moodustuvad lumehelveste kristallide põimiku ajal, moodustades sümmeetrilised hargnevad kasvud;
- Kohev - lumehelbed, mis on teel mõned osad kaotanud või täielikult purunenud. See juhtub mitmel põhjusel, üks neist on tugev tuul;
- Veerg - levinumad suured lamedad lumehelbed, sarnanevad kolonni või pliiatsi kujuga, tavaliselt kuusnurkse kujuga, otsaga;
- Plaat - tuleb kroonlehe kujul, mis jaotatakse sektoriteks jääribide abil.
Mis määrab lumehelveste kuju?
Nendest rühmadest eristatakse 48 erinevat tüüpi lumehelveste moodustumist. Lumehelveste kuju sõltub otseselt keskkonnatingimustest, milles need moodustuvad. Esiteks mõjutab lumehelbe siluetti temperatuur, pilv on seda külmem, mida kõrgem ta on. Kui pilve temperatuur on suhteliselt kõrge - 30 kuni 0, siis meenutab lumehelbe moodustumine tasase kehaga kuusnurka. Temperatuuril - 5 kuni 3 kraadi meenutavad lumehelbed nõelakujulisi kristalle. Ajavahemikus - 8 kuni 12 meenutab kuju jällegi tasast kuusnurka ja temperatuuridel - 13 kuni 16 moodustuvad kristalliliste tähtede kujul lumehelbed.
Miks lumi krigiseb?
Nagu eespool kirjeldatud, on lumi mitmesuguste väikeste kristallide moodustumine. Lumehelbekehas on kristallide hulgas ka õhku. Teatud hulga lume kokkusurumisel muutub see tihedamaks, kogu õhu koostis nihkub ümber ja lumehelveste kristallid purunevad. LkHõõrde- ja luumurdude ajal tekitab kristall heli, mida inimese kõrv tajub krigistamise või krigistamisena. Seda müra ei kuule alati.
Miks lumi kreemib külma ilmaga, kuid mitte sooja ilmaga?
Kõrgendatud temperatuuridel tuleb osa vett ja vesi summutab kristallide murdumise müra, seetõttu on see heli selgelt kuuldav ainult külmaga.Temperatuuri erinevuse tõttu on lumepinnal teatud kogus vett, see aitab kaasa lumehelveste külmumisele selle kihis. Viimasel ajal on lumehelveste tihedus madal, vanas lumes aga kõrge. Selline lumi on ka kokkusurutuna võimeline helisid tegema, kuid juba madalamal. Siin kõlab helide moodi pigem mitte krigisev, vaid igav mürin.
Lume hõrenemine võib olla valjem või vaiksem. Mida madalam on õhutemperatuur, seda valjemaks lumi kokku hoiab. Kaugel põhjas, kus õhutemperatuur ulatub –50 kraadini, on mitmesaja meetri raadiuses kuulda lumesadu, heli sagedus on umbes tuhat kuni 1600 Hz. Kõrgendatud temperatuuril hakkavad lumehelveste kristallid sulama, moodustades nende ümber vett. Vesi uputab kristallide hõõrumise heli ja lumehelves ise pole enam nii habras. Lume pigistamisel lumehelbed mitte ainult ei purune, vaid murenevad ka vee mõjul. Sulanud lume krigistamine on palju vaiksem, selle sagedus on vahemikus 250–400 Hz. Üle -6 kraadi muutub kriuksumine märgatavalt vaiksemaks.
Pilves moodustuvad lumehelbed, kus veeosakesed kogunevad väikeste tolmuosakeste ümber ja siis algab jääkristallide kasvu protsess. Lumehelbed on erineva kuju ja mustriga, mida mõjutavad mitmesugused tegurid, näiteks teekõrgus ja õhutemperatuur. Lume kokkusurumisel purunevad lumehelveste kristallid ja hõõruvad üksteise vastu, selle tagajärjel kostub kriuksuva lume või krigiseva lume hääl.