Спостереження за сніжинками під час снігопаду у штаті Юта навчили фізиків передбачати швидкість падіння сніжинок. З'ясувалося, попри різномаїття форми й маси, прискорення, крутіння та приземлення сніжинок слідують універсальному сценарію. Він залежить лише від одного параметра — величини, яка описує, як швидко сніжинка реагує на зміни потоків повітря навколо. Про відкриття вчених розповіло видання New Scientist, а стаття фізиків опублікована у Physics of Fluids.
Сніжинки, що кружляють у бурхливому повітрі, падають на тлі лазерного світла. University of Utah
Навіщо вивчали падіння сніжинок?Коли об'єкт падає, спершу він прискорюється під впливом сили тяжіння, а потім його уповільнює опір повітря. Тож постійної швидкості падіння тіло набуває тоді, коли сили тяжіння та опору повітря врівноважуються. Утім, якщо швидкість падіння, наприклад, м'яча чи навіть краплі дощу можна хоча б приблизно передбачити, то сніжинки піддаються впливу багатьох інших факторів, як-от турбулентних потоків у вітрі, які важко врахувати для прогнозу. Хоча такі моделі допомогли б не лише у прогнозуванні погоди чи наслідків змін клімату,
а й у дослідженні поширення спор дерев, пилинок, мікропластику чи попелу від лісових пожеж і вивержень вулканів. Дочекавшись сніжної погоди, з'ясувати особливості падіння сніжинок вирішили науковці Університету Юти.
Як з'ясували сценарій падіння сніжинок, і який він?Дослідження сніжинок завжди ускладнюється їхньою крихкістю, а також крихітною масою, що може бути меншою за кілька сотих міліграма. Тому для дослідження руху сніжинок вченим був потрібний спосіб, який не вимагатиме прямого втручання. Рішення знайшлося завдяки лазерному випромінюванню: коли падав сніг, науковці розмістили дві камери, що реєстрували, як сніжинки перекривали собою лазерне світло. Так вчені отримали швидкість сніжинок, а їхню вагу оцінили за допомогою теплої пластини на землі, на якій сніжинки танули.
Експериментальна установка фізиків. University of Utah
Вчені спостерігали за майже половиною мільйона сніжинок
