Sposób opadania płatków śniegu ma duży wpływ na prognozy pogody oraz przewidywanie zmian klimatycznych. Jest on bowiem związany z obiegiem wody. Szybkość, z jaką wilgoć spada z nieba, decyduje też o długości burz. Poza tym płatki śniegu zawierają cenne informacje na temat wahań temperatury i wilgotności w chmurach. Te niewielkie elementy mają bardzo skomplikowane struktury, przy czym każdy płatek jest inny. Okazuje się jednak, że ich sposobem poruszania się w powietrzu rządzi pewien wzór.
Ruch płatków śniegu wpływa na pogodę i zmiany klimatyczne
Choć może to wydawać się nieprawdopodobne, ruch płatków wpływa na prognozy dotyczące zmian klimatycznych nawet w tropikalnych krajach. Zdaniem Garretta większość opadów ma swój początek w postaci śniegu. Jego szybkość opadania przekłada się na przewidywania, gdzie pojawiają się opady i jak długo chmury będą w stanie odbijać promieniowanie w przestrzeń kosmiczną. Niesamowite jest to, że płatki śniegu decydują także o trajektorii huraganów.
Im lepiej zrozumiemy ruch płatków śniegu, tym skuteczniej będziemy przewidywać prognozy pogody i rozkład opadów. Dokonywanie precyzyjnych pomiarów tych niewielkich elementów jest jednak bardzo trudne, bowiem często ważną około 10 mikrogramów. Naukowcy wykorzystali jednak innowacyjny instrument, który mierzy masę, rozmiar i gęstość hydrometeorów płatków śniegu.
Jak badano ruch płatków śniegu?
Zespół Garreta przeprowadził eksperymenty terenowe w ośrodku narciarskim, będącym najbardziej śnieżnym miejscem w całym stanie Utah. W tym celu posłużył się wspomnianym instrumentem z pomiarami temperatury powietrza, wilgotności względnej i turbulencji. Do obserwacji płatków wykorzystano też specjalny system śledzenia cząstek. Dzięki posiadanej wiedzy naukowej oraz znajomości interakcji między płatkami śniegu a turbulencjami, badacze byli w stanie określić ich sposób poruszania się.
Co ciekawe, okazało się, że skomplikowane kształty płatków śniegu i ich spotkanie z turbulencjami nie wywołały nieprzewidywalnych ruchów. Naukowcy odkryli za to bardzo prosty wzór. Stwierdzili, że przyspieszenie płatka śniegu koreluje z parametrem znanym jako liczba Stokesa. Ten parametr opisuje jak szybko cząstki reagują na ruchy otaczającego powietrza. Zaobserwowano też, że średnie przyspieszenie wzrastało niemal liniowo wraz z liczbą Stokesa.
Tim Garrett twierdzi, że w naszej ziemskiej atmosferze musi dziać się coś naprawdę niezwykłego. Choć oczekiwano, że skomplikowane struktury płatków wirują chaotycznie w powietrzu, a cały proces jest bardzo złożony, okazuje się, że wszystkim rządzi prosta matematyka. Poczynione odkrycia będą wykorzystywane do prognozowania pogody i przewidywania zmian klimatycznych. Pozwolą nam też lepiej zrozumieć dynamikę atmosfery. W przyszłości naukowcy mają zamiar kontynuować badania nad ruchem śnieżnych cząstek oraz sposobem ich powstawania.