หิมะ คืออะไรเกิดขึ้นได้อย่างไร

ลมหนาวพัดมาอีกแล้ว! ฤดูหนาวดูเหมือนจะเป็นฤดูที่วัยรุ่นไทยชอบที่สุดก็ว่าได้ ทำให้น้องๆหลายต่อหลายคนตั้งตารอให้ถึงฤดูหนาวเร็วๆเพื่อจะสัมผัสกับอากาศที่หนาวเย็น ช่วงนี้เลยเห็นน้องๆหลายคนหยิบเสื้อกันหนาวออกมาใส่กันบ้างแล้วโดยเฉพาะน้องๆที่อยู่ต่างจังหวัดจะสัมผัสอากาศหนาวได้มากกว่าในกรุงเทพฯ

น้องๆเป็นเหมือนกันบ้างหรือเปล่า? อากาศหนาวย่างกรายเข้ามาเมื่อใดเป็นอันต้องนึกถึงหิมะขึ้นมาซะอย่างงั้น  แล้วจริงๆเจ้าหิมะมันเกิดจากอะไร แล้วมันเกิดขึ้นได้ยังไง วันนี้พี่มีความรู้เรื่องหิมะมาฝาก

หิมะ เกิดจากละอองน้ำในชั้นบรรยากาศ เกิดการเกาะรวมตัวกันหรือที่เรียกว่าการควบแน่น (Deposition - การที่ไอน้ำ เปลี่ยนเป็นน้ำแข็งโดยไม่ผ่านสถานะของเหลว Process กลับกันเรียกว่า Sublimation) ในชั้นบรรยากาศ ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0 C (32 F) และตกลงมา ในสภาวะความชื้นที่เหมาะสม อยู่ในรูปของผลึกน้ำแข็งจำนวนมากเรียกว่าเกล็ดละอองหิมะ  จับตัวรวมกันเป็นก้อน หิมะจึงมีเนื้อที่หยาบเป็นเกล็ด และมีโครงสร้างที่กลวงจึงมีความนุ่มเมื่อสัมผัส

เกล็ดหิมะจะมีลักษณะเป็นคล้ายรูปดาว โดยส่วนที่ยื่นออกมาของเกล็ดหิมะนั้น จะเป็นสมมาตรแบบหกด้านเสมอ เนื่องมาจากเกล็ดน้ำแข็งปกตินั้นมีโครงสร้างผลึกหกเหลี่ยม(หรือที่รู้จักกันในชื่อ ice Ih)  ดังรูป

ภาพโดย : วิลสัน เบ็นท์ลีย์(Wilson Bentley) ค.ศ. 1902

- คำอธิบายถึงความสมมาตรของเกล็ดหิมะนั้นโดยทั่วไป มีอยู่ 2 คำอธิบาย คือ

- 1 อาจเป็นไปได้ที่จะมีการสื่อสารหรือแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างส่วนที่ยื่นออกของเกล็ดหิมะ ซึ่งส่งผลให้การงอกออกของแต่ละก้านนั้นส่งผลถึงกัน ตัวอย่างของรูปแบบที่ใช้ในการสื่อสารนั้นอาจเป็น ความตึงผิว หรือ โฟนอน(phonon)
- 2 คำอธิบายที่สองนี้จะค่อนข้างแพร่หลายกว่า คือ แต่ละก้านของเกล็ดหิมะนั้นจะงอกออกโดยไม่ขึ้นแก่กัน ในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิ ความชื้น และสภาพแวดล้อมอื่นๆ นั้นมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว แต่เมื่อเทียบกับขนาดของเกล็ดหิมะแล้วเชื่อว่าสภาพแวดล้อมจะมีสภาพที่เหมือนกันในช่วงขนาดสเกลของเกล็ดหิมะ ซึ่งส่งผลให้การงอกออกของก้านในแต่ละด้านนั้นอยู่ภายใต้เงื่อนไขเหมือนกัน จึงทำให้ลักษณะการงอกออกนั้นเหมือนกัน ในลักษณะเดียวกับที่รูปแบบการเติบโตของวงแหวนอายุในแกนของต้นไม้ในสภาพแวดล้อมเดียวกันจะมีรูปร่างเหมือนๆกัน ความแตกต่างของสภาพแวดล้อมที่ระดับสเกลใหญ่กว่าเกล็ดหิมะนั้นส่งผลให้รูปของเกล็ดหิมะแต่ละเกล็ดนั้นมีรูปร่างที่แตกต่างกัน

 อย่างไรก็ตาม แนวความคิดที่ไม่มีเกล็ดหิมะใดที่มีรูปร่างเหมือนกันนั้นไม่ถูกต้อง เกล็ดหิมะสองเกล็ดนั้นมีโอกาสเหมือนกันได้ เพียงแต่โอกาสนั้นน้อยมาก American Meteorological Societyได้บันทึกการค้นพบเกล็ดหิมะที่มีรูปร่างเหมือนกันโดย แนนซี่ ไนท์(Nancy Knight) ซึ่งทำงานที่National Center for Atmospheric Research ผลึกที่ค้นพบนั้นไม่เชิงเป็นเกล็ดหิมะซะทีเดียวที่เป็นรูป ปริซึมหกเหลี่ยมกลวง (hollow hexagonal prism)

*หลายคนเข้าใจว่า อากาศจะต้องเย็นจัดหรือหนาวจัด จึงจะสามารถเกิดหิมะได้ แต่ในความเป็นจริง หิมะสามารถเกิดขึ้นได้ หากในบรรยากาศขณะนั้น มีอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ที่ เหมาะสม ดังนั้นขณะที่มีการเกิดหิมะ อุณหภูมิเหนือผิวโลก จึงไม่จำเป็นต้องเย็นจัด นั่นคือมีความเย็นไม่แตกต่างอย่าง Significant จากอุณหภูมิในวันที่หิมะไม่ตก

ขอขอบคุณข้อมูลประกอบจาก : http://th.wikipedia.org/