Warum heißt es Schnee-„Blumen“ und nicht Schnee-„Gras“ oder Schnee-„Bäume“?

Schnee ist ein weißes Geschenk der Natur an die Menschen. Wenn Sie sich nur in einem warmen Haus verstecken und durch das Glasfenster den fallenden Schneeflocken zusehen, werden Sie die Überraschung, wenn Schneeflocken vom Himmel fallen, sicher nicht erleben können. Manchmal ist der Schnee wie Zucker, er fällt mit einem knisternden Geräusch, kleine Schneebälle hüpfen auf dem Boden und rascheln auf der Kleidung; manchmal gleicht der Schnee Eiskristallen und funkelt wie diamantener Sternenstaub unter den Straßenlaternen ...

Wenn die letzte Schneeflocke zu Boden fällt und schmilzt, haben Sie sich schon einmal gefragt: Warum sind Schneeblumen das?

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Wenn Sie beim Schneefall genau beobachten, werden Sie feststellen, dass sich jeder Schneefall anders anfühlt. Manchmal fallen zum Beispiel gänsefederartige „Schneebälle“ leise vom Himmel und fallen flauschig wie Watte zu Boden. Manchmal fällt feiner Schnee vom Himmel, und wenn Sie genau hinsehen, werden Sie kleine Schneeflocken sehen, die in der Luft tanzen und einzeln herunterfallen. Manchmal ist der Schnee wie Staub und kleine weiße Punkte fallen auf Ihren Körper und der Boden ist außerdem mit einer Schicht Kreidepulver bedeckt. Es gibt nur eine Art von Regen, aber Tausende Arten von Schnee. Um die Gründe zu ergründen, müssen wir es aus einer mikroskopischen Perspektive verstehen: In unterschiedlichen Umgebungen bilden sich unterschiedliche Schneeflocken, und auch das Erscheinungsbild des Schneefalls ist unterschiedlich.

Gefrorene Schneeflocken

Li Bai sagte, dass die Schneeflocken in Yanshan so groß wie eine Matte seien und eine nach der anderen zur Xuanyuan-Terrasse hinuntergeweht würden. Bei diesem mattenartigen Schnee handelt es sich eigentlich nicht um Schneeflocken, sondern um Schneeflocken. Eine Schneeflocke besteht aus einigen wenigen bis zu Hunderten von Schneeflocken und wird allgemein als „Gänsefederschnee“ bezeichnet. Diese Schneeflocken haben die Form von sechs dünnen Blütenblättern, manchmal mit komplexen Verzweigungen, und jedes Blütenblatt sieht aus wie ein Zweig, wodurch diese Schneeflocken miteinander verbunden werden und aneinander haften. Die Bildung von Gänsefederschnee stellt sehr hohe Anforderungen an die Umgebung. Im Allgemeinen tritt es leicht auf, wenn die Temperatur und Luftfeuchtigkeit hoch sind. So stieß ich beispielsweise einmal zu Frühlingsbeginn im Yili-Flusstal in Xinjiang auf handtellergroßen Schnee in Gänsefedergröße.

Die Form der Schneeflocken hängt hauptsächlich von der Temperatur und Luftfeuchtigkeit der Wachstumsumgebung ab. Beispielsweise bilden sich in extrem kalten Umgebungen leicht sechseckige Schneeflocken, die oft als Diamantstaub bezeichnet werden.

Bei etwa -15 °C bilden sich vor allem sechsblättrige Schneeflocken, während bei etwa -5 °C nadelförmige und sechseckige Schneeflocken erscheinen.

Unterschiedliche Luftfeuchtigkeit beeinflusst die spezifische Form der Schneeflocken. Beispielsweise bilden sich in derselben Umgebung mit -15 °C bei niedrigerer Luftfeuchtigkeit breite sechsblättrige Schneeflocken und bei höherer Luftfeuchtigkeit dünne sechsblättrige Schneeflocken. Bei höherer Luftfeuchtigkeit und mehr Wasserdampf bilden sich große Schneeflocken mit komplexen Verzweigungen.

Wie groß kann die größte Schneeflocke sein? Ich habe persönlich riesige Schneeflocken mit einem Durchmesser von 1 cm gesehen, die als „Monster“ unter den Schneeflocken bekannt waren. In historischen Aufzeichnungen gibt es zwar auch Schneeflocken mit einem Durchmesser von 30 cm, fotografische Beweise dafür fehlen jedoch.

Schneeflocke's Reisen

Heute gibt es auf der Welt einige Labore, die künstlich Schneeflocken herstellen können. Durch einfaches Ändern der Temperatur und Luftfeuchtigkeit kondensieren unterschiedliche Schneeflocken. Doch egal, wie gut das Labor ist, die entstehenden Schneeflocken sind weit weniger komplex als die in der Natur vorkommenden. Warum? Schneeflocken bilden sich nicht in einer festen Umgebung. So wie Schneeflocken auf und ab fliegen, ändert sich die Wachstumsumgebung ständig.

Beispielsweise entwickelt eine ursprünglich sechseckige Schneeflocke in einer Umgebung mit hoher Luftfeuchtigkeit und hohen Temperaturen auf ihrer ursprünglichen Basis eine dünne, astartige Struktur. In einer Umgebung mit geringerer Luftfeuchtigkeit wächst auf der Spitze jedes Zweigs eine sechseckige Dekoration, wodurch eine komplexe Schneeflocke wirklich vervollständigt wird. Wenn eine junge Schneeflocke in einer Umgebung mit niedrigen Temperaturen oder in einer trockenen Umgebung wächst, nimmt sie die Form eines Prismas an. Wenn es in einen Bereich mit relativ hoher Temperatur gelangt, nimmt es die Form einer „Spulenform“ an.

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Für eine Schneeflocke ist diese Beschreibung jedoch nur ein Abriss ihrer Reise, weitere Einzelheiten der Geschichte werden noch lange nicht beschrieben. Schneeflocken gibt es in den unterschiedlichsten Formen, aber unter dem Mikroskop sind es ihre inneren Muster und Strukturen, die das Erstaunlichste an ihnen sind. Konzentrische Muster, strahlende Muster, süße kleine Blasen, Spitzenstrukturen, gefrorene Tropfen, gewellte Ränder ... verschiedene Merkmale machen jede Schneeflocke so anders.

Nehmen wir als Beispiel gefrorene Tropfen. Es handelt sich dabei um kleine Eispartikel, die an den fallenden Schneeflocken haften bleiben. Sie sehen aus wie eine Schicht aus Perlen, die in die Schneeflocken eingelegt ist. Durch die Zugabe von Eispartikeln werden die Schneeflocken sehr schwer, sodass sie sehr schnell fallen und nicht aneinander kleben bleiben. Dies ist die Art von Schnee, die wie Zucker aussieht, wie bereits erwähnt.

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Es heißt immer, dass Schneeflocken sechs Blütenblätter haben, und sechs Blütenblätter sind das gemeinsame Merkmal von Schneeflocken. Wie sieht die Realität aus? Es gibt viele Arten von Schneeflocken, die keine sechs Blütenblätter haben.

In historischen Aufzeichnungen wurden Schneeflocken mit 12, 18 und sogar 24 Blütenblättern von Menschen mit der Hand gezeichnet. Über ihre Entstehung gibt es in der Wissenschaft noch immer viele unterschiedliche Meinungen. Eine Ansicht ist, dass zweikernige Eiskristalle der Grund für die Bildung mehrblättriger Schneeflocken sein könnten. Dieser zweikernige Eiskristall hat eine I-förmige Doppelschichtstruktur. Aufgrund des Einflusses elektromagnetischer Kräfte sind die Winkel der oberen und unteren Schichten bis zu einem gewissen Grad versetzt. Wenn sie weiter wachsen, bilden sie Schneeflocken mit 12 Blütenblättern.

Neben der Schneeflocke mit 12 Blütenblättern ist die Schneeflocke mit 3 Blütenblättern eine noch zauberhaftere Variante. Eine dreiblättrige Schneeflocke entsteht nicht durch Abbrechen einer sechsblättrigen Schneeflocke, sondern hat von Natur aus die Form eines Dreiecks oder Kleeblatts. Die Entstehung dieser Schneeflockenart ist vor allem auf die Zerstörung des ursprünglichen Eiskristalls zurückzuführen. Wenn es weiter wächst, wird es durch die Schwerkraft beeinflusst und die sechs Ecken werden nicht mehr gleich behandelt. Schließlich nimmt es die Form eines Dreiecks an. Wenn es weiter wächst, nimmt es die Form eines Kleeblattes an.

An dieser Stelle könnte sich jemand fragen: Wie viele Blütenblätter kann eine Schneeflocke haben? Unter den bisher entdeckten Schneeflocken gibt es bilateral symmetrische 2-blättrige und 4-blättrige sowie radial symmetrische 3-blättrige, 6-blättrige, 12-blättrige, 18-blättrige usw. Sie sind entweder gerade Zahlen oder mit der Zahl 6 verwandt. Das liegt daran, dass die Steine ​​und Kacheln, aus denen Schneeflocken bestehen – die Wassermoleküle – eine einheitliche „Form“ haben und auch die Kristalle, die sie bilden, eine ähnliche Form haben. Diese Ähnlichkeit zwischen makroskopischen und mikroskopischen Formen wird als „Fraktal“ bezeichnet. Für Laien bedeutet dies, dass die Dinge im Wesentlichen gleich bleiben, egal wie sehr sie sich ändern.

Der letzte Schnee

Wenn Sie den letzten Schnee knapp verpasst haben, ist das keine Ausrede dafür, nicht zu versuchen, die Geheimnisse der Schneeflocken herauszufinden. Sie können Schneeflocken „züchten“, wenn Sie einen Kühlschrank haben!

Die Materialien liegen überall um Sie herum: ein Pappbecher, ein Stück Schaumstoff, mehrere lange Nadeln und einige Papiertücher.

Sie müssen Folgendes tun:

1. Tränken Sie ein Papiertuch mit Wasser und legen Sie es auf den Boden eines Pappbechers.

2. Stechen Sie mehrere Nadeln durch den Schaumstoff, um die langen Nadelspitzen freizulegen.

3. Richten Sie die Nadelspitze nach unten und bedecken Sie die Tasse mit dem Schaumstoff.

4. Stellen Sie die Tasse in den Gefrierschrank.

5. Warten…

6. Nehmen Sie nach etwa 15 Minuten die Tasse heraus, öffnen Sie den Schaumstoffdeckel und Sie können die Schneeflocken auf der Nadel sehen.

Quelle: Chongqing Wissenschafts- und Technologiemuseum

Autor: Zhang Chao, populärwissenschaftlicher Autor.

Rezensionsexperten: Huang He, Li Chunli, Chen Tao und Xu Xiaoping.

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