اخبار کتاب :: چرا وقتی روی برف راه می رویم ، «قرچ قرچ» می كند؟
چرا وقتی روی برف راه می رویم ، «قرچ قرچ» می كند؟
جام جم آنلاين: بارش برف در زمستان يكي از پديده‌هاي زيباي خداوند است كه وقتي از آسمان به سفره خاكي مي‌ريزد زمين همچون نوعروسي لباس سپيد به تن مي‌كند. آيا تاكنون به اين موضوع فكر كرده‌ايد كه برف چگونه تشكيل مي‌شود و اصلا برف با چه اشكالي وجود دارد؟ آيا فكر كرده‌ايد كه ممكن است در اين ذره به ظاهر ناچيز دنيايي از اسرار شگفت انگيز نهفته باشد؟ وقتي برف سفيد مي‌بارد سكوت همه جا را فرا مي‌گيرد، دليل اين سكوت چيست؟ پولك‌هاي برف متشكل از بلورهاي آب منجمد شده يا يخ مي‌باشد كه مقدار قابل ملاحظه‌اي حباب‌هاي هوا را نيز به همراه دارد. اين حباب‌ها مانند يك اسفنج يا مواد پليمري متخلخل كه هوا حفره‌هاي آن را پر كرده و ما از آن از به عنوان "آكوستيك" يا ضد صدا استفاده مي‌كنيم، عمل مي‌كند. البته سكوت مورد نظر فقط هنگام بارش برف و يا در صورت وجود برف كاملا تازه و جديد روي زمين، حكمفرما خواهد بود.
انواع برف
بنابر ميزان رطوبتي كه به صورت آب در لابلاي فازهاي مختلف هوا- يخ كه همان برف است وجود دارد، ما را با انواع برف‌ها مواجه مي‌كند، از برف "خشك" پودري گرفته كه بسيار مورد علاقه اسكي بازان است تا برف "آبدار" كه به درد ساخت گلوله برفي و كوبيدن آن به سر عابران مي‌خورد! جالب است بدانيم كه بر اساس تحقيقات انجام شده توسط يك زبان شناس به نام خانم Laura Martinدر سال ،۱۹۸۶مشخص شد اسكيموها، برخلاف تصور، نه دهها بلكه فقط دو واژه براي برف دارند، يكي qanikبراي برفي كه روي زمين است و ديگري aputبراي برف در حال ريزش.
چرا وقتي روي برف راه مي‌رويم "قرچ قرچ" صدا مي‌كند؟
در صورتي كه برودت درون برف كمتر از دو درجه سانتيگراد باشد ، در اين حالت فشاري كه از طريق كفش‌ها به برف وارد مي‌شود، براي آب يا ذوب كردن آن كافي نيست ، اتفاقي كه رخ مي‌دهد اين است كه ذرات يخ خرد مي‌شوند و اين خرد شدن باعث "قرچ قرچ" صدا كردن مي‌شود.
اشكال كريستال‌هاي برف
كريستال‌ها داراي فرم‌هاي مختلفي هستند از جمله سوزني، ستوني، پولكي، درختي و غيره كه در بوجود آمدن اين كريستال‌ها، دما نقش تعيين‌كننده اي دارد، ريزي يا درشتي دانه‌هاي برف، يعني آب منجمد شده به اضافه هوا، نيز بستگي به دماي هوا دارد. در دماي حدود دو درجه زير صفر، پولك‌ها ريزتر هستند، هوا كمي كه گرم‌تر باشد پولك‌ها در سطح خارجي تقريبا ذوب شده و به يكديگر مي‌چسبند و به اين ترتيب، پولك‌هاي درشت تري را تشكيل مي‌دهند، بزرگترين پولك‌ها حدودا تا چهار سانتيمتر قطر دارند، البته گفته مي‌شود كه پولك‌هايي با قطر تا ۱۲ سانتيمتر نيز ديده شده‌اند. در واقع زادگاه اصلي برف ابر است زيرا بدون ابر ريزشي هم وجود ندارد نه باران و نه برف.
كريستال‌ها چگونه شكل مي‌گيرند؟
ابر زماني ايجاد مي‌شود كه هوا سرد باشد، هر چه ارتفاع بيشتر باشد به همان نسبت نيز سردتر و فشار كمتر است وقتي هوا سرد مي‌شود بايد "خشك تر" هم بشود زيرا ظرفيت ذخيره‌سازي رطوبت در آن كاهش مي‌يابد، پس هواي سرد با سردتر شدن، رطوبت خود را نيز از دست مي‌دهد، اما چگونه؟ بخار آب موجود در هوا در اثر سرد شدن مايع مي‌شود و به صورت باران مي‌ريزد و در صورت سردتر شدن جامد مي‌شود، بلورهاي ايجاد شده (يخ) در ابتدا ابعادي تا يك دهم ميليمتر دارند، ولي رطوبتي كه اطراف آنرا احاطه كرده به مرور باعث رشد كريستال‌ها مي‌شود تا جائي كه براي ما نيز قابل ديد مي‌شوند. اين بلورها در هنگام تجمع مقدار زيادي هوا نيز در بين خود ذخيره مي‌كنند و سپس با افزايش وزن و در اثر جاذبه، آرام آرام به سوي سطح زمين سرازير مي‌شوند. خوب، هم‌اكنون برف مي‌بارد... و يا بارش قطع شده و برف تازه و جديد همه جا را پوشانده است.
رنگ برف
به ظاهر بايد برف شفاف و بي‌رنگ باشد، زيرا از آب منجمد شده يا يخ تشكيل شده‌است، مي‌دانيم كه رنگ اشياء در زماني كه نور به آنها مي‌تابد از تمام طول موج‌هاي جذب نشده ايجاد مي‌شود، به عنوان مثال زمين چمن، رنگ قرمز يا طول موج مربوط به رنگ قرمز را جذب كرده و رنگ سبز را منعكس مي‌كند. اشيائي كه تمام طول موج‌ها را جذب مي‌كنند، مشكي يا رنگي و اشيائي كه هيچ يك از طول موج‌ها را جذب نمي‌كنند، سفيد رنگ هستند درست به سفيدي برف. پولك‌هاي برف تا %۹۵هوا را در خود ذخيره مي‌كنند و به شكل بلورهاي يخ كه هر كدام مانند يك آئينه كوچك، نور را در تمام جهات منعكس مي‌كنند. از طرفي نيز با توجه به وجود فازهاي مختلف هوا- يخ، نور در حال عبور از اين فازها، به دفعات دچار شكست مي‌شود ولي چون جذبي صورت نمي‌گيرد، تجمع تمام طول موج‌ها، اعم از منعكس شده و يا عبور كرده، رنگ سفيد كه در واقع همان "بي‌رنگي" مي‌باشد را به طور كامل به نمايش مي‌گذارد. اين پديده در كف صابون نيز مشاهده مي‌شود، كف صابوني كه اگر هوا درون آن نباشد حتما شفاف و بي‌رنگ خواهد بود پس اين هوا است كه در اينگونه موارد، در برف و در كف صابون نقش آفريني مي‌كند. اما زماني كه سطح زمين كاملا از برف پوشيده شده است ،رفلكسيون كامل نور صورت مي‌گيرد و درست به همين دليل است كه در صورت قرار گرفتن در چنين وضعي، يعني در ميان برف ها، چشم‌ها در وحله اول و همچنين پوست پوشانده نشده آسيب فراوان مي‌بيند و اين امر بخصوص زماني صادق است كه "برف نو و جديد" روي زمين باشد، زيرا كه "برف كمي كهنه شده" در اثر وجود ذرات معلق در هوا و همچنين محصولات خروجي از دود كش‌ها و اگزوزها، سفيدي كامل خود را از دست داده و به لحاظ انعكاس نور، ضعيف تر عمل مي‌كند. از اين گذشته در برف "كهنه" مقداري از سطح برف ذوب شده و با سرد شدن مجدد يخ مي‌زند و چون درون اين يخ جديد هوا وجود ندارد از شدت رفلكسيون نيز كاسته مي‌شود و به همين دليل است كه كوه‌هاي يخي كه از يخ بسيار فشرده تشكيل شده‌اند، بيشتر به رنگ آبي روشن هستند تا سفيد ، زيرا كه يخ به تنهائي فقط نور آبي را منعكس مي‌كند. پس كوه‌هاي يخ، هرچه فشرده تر باشند به همان نسبت نيز "آبي‌تر" ديده مي‌شوند. البته در برخي از موارد هم كوه‌هاي يخي بيشتر به رنگ سبز هستند كه علت آن به طور دقيق مشخص نيست اما برخي كارشناسان معتقدند كه رنگ سبز در كوه هاي يخي بيشتر ناشي از وجود ذرات محبوس درون آن است.
اظهارات یك كارشناس
معاون اداره كل پيش بيني سازمان هوا شناسي كشور به خبرنگار علمي ايرنا گفت: به طور كلي كريستال‌هاي برف داراي طيف‌هاي گسترده‌اي از نظر شكل و اندازه هستند. دكتر عباس رنجبر با بيان اينكه بارش‌هاي يخي را از لحاظ شكل مي‌توان به شش دسته تقسيم كرد افزود: نوع اول "برف" است كه به بارش بلورهاي يخ كه بيشتر آنها شاخه دار و يا ستاره شكل هستند گفته مي شود. وي "گويچه‌هاي برف" را دومين نوع بارش عنوان كرد و گفت: دراين حالت دانه‌هاي سفيد و كدر يخ كه كروي و مخروطي شكل هستند مي‌بارند و قطر آنها حدود 2 تا 5 ميليمتر است.
نوع سوم "برف دانه‌اي" است كه دراين حالت دانه‌هاي بسيار كوچك سفيد و كدر يخ كه نسبتا تخت يا كشيده هستند و قطر آنها غالبا كمتر از يك ميليمتر است ديده مي‌شوند. "گويچه يخ" نوع چهارم اين شكل و بارش برف است كه به صورت گويچه هاي شفاف يا نيمه شفاف يخ كروي يا نامنظم و به ندرت مخروطي هستند و قطري برابر پنج ميليمتر يا كمتر دارند. نوع پنجم اين حالت "تگرگ" است كه با بارش گوي‌ها يا تكه‌هاي يخ با قطري از پنج ميليمتر تا ۵۰ميليمتر يا بيشتر كه گاه جدا از هم و يا به صورت توده‌هاي نامنظم گردهم آمده مي‌بارند. "منشورهاي يخ" حالت ششم يعني آخرين حالت بارش است كه دراين حالت بولرهاي يخ بي‌شاخه به شكل سوزن ها، ستون‌ها و يا صفحه‌ها هستند و اغلب چنان ريز به نظر مي‌آيند كه در هوا معلق هستند و اسن بولرها ممكن است از يك ابر يا آسماني بدون ابر ريزش كنند. معاون اداره كل پيش بيني سازمان هوا شناسي كشور ادامه دا:د به طور كل برف از ذرات معلق بسيار ريزي كه به عنوان هسته ميعان نامگذاري شدند متولد مي‌شود و با سردتر شدن و يا گرم تر شدن ميزان توده برف مشخص مي‌شود. رنجبر در خصوص رنگ برف گفت: رنگ برف در واقع به تازگي يا كهنگي آن بستگي دارد يعني برف تازه شفاف تر است و با گذشت زمان و نشستن گرد و غبار به مرور كدر تر مي‌شود.
