برف چیست؟
سفیدترین هدیهٔ آسمان
برف یکی از شگفتانگیزترین پدیدههای طبیعی است؛ مادهای که میتواند مناظر را در چند ساعت به نقاشی سفید و بکر تبدیل کند، صداها را خفه کند و حتی خلقوخوی ما را تغییر دهد. اما برف دقیقاً چیست؟ چگونه شکل میگیرد؟ و چرا تا این اندازه برای انسانها الهامبخش بوده است؟
بیایید سفری علمی و فرهنگی به دنیای برف داشته باشیم.
برف در سادهترین تعریف
برف چیزی نیست جز آب یخزدهای که به شکل بلورهای ریز از آسمان میبارد. اما همین تعریف ساده پشتصحنهای پیچیده دارد. برف شامل میلیونها دانه کوچک کریستالی است که هر کدام ساختاری منحصربهفرد دارند.
برف زمانی رخ میدهد که بخار آب موجود در هوا در دماهای زیر صفر، روی ذرات گردوغبار یا هستههای یخ متراکم شده و به شکل کریستال یخ درمیآید. این کریستالها سپس با هم برخورد کرده و دانههای بزرگتر برف را میسازند.
فرآیند شکلگیری برف
برف درون ابرهای سرد متولد میشود. مراحل آن چنین است:
تشکیل هسته یخ: ذرات گردوغبار یا نمک موجود در هوا بهعنوان هسته تراکم عمل میکنند.
یخ زدن قطرات فوقسرد: قطرات آب مایع که در دمای زیر صفر هم مایع ماندهاند، روی این هسته مینشینند و یخ میزنند.
رشد کریستال: مولکولهای آب بخار یکی پس از دیگری روی کریستال مینشینند و شکل ششگوشهٔ معروف دانه برف را ایجاد میکنند.
سقوط به زمین: وقتی بلور آنقدر سنگین شد که نیروی گرانش بر نیروی بالابرنده غلبه کرد، شروع به سقوط میکند.
در طول سقوط، بسته به تغییرات دما و رطوبت، شکل دانه ممکن است تغییر کند، شاخههای جدیدی رشد کنند یا حتی بخشی از آن ذوب شود.
چرا دانههای برف ششپر هستند؟
ساختار ششپر دانههای برف ریشه در هندسهٔ مولکول آب دارد. مولکولهای آب هنگام یخ زدن در شبکهای ششضلعی قرار میگیرند تا بیشترین فاصلهٔ پایدار را از یکدیگر داشته باشند. این تقارن طبیعی، زیربنای تمام الگوهای خیرهکنندهٔ برف است.
انواع برف
شاید فکر کنید برف فقط یک جور است، اما هواشناسان و بلورشناسها دهها نوع مختلف برای آن دستهبندی کردهاند:
برف پودری: سبک و نرم، مناسب اسکی.
برف تر: کمی آبدار، چسبنده، مناسب ساخت آدمبرفی.
برف دانهدانه: شامل ذرات ریز یخزده، نه بلورهای کامل.
برف خیس: زمانی که در مسیر سقوط بخشی از آن ذوب شده باشد.
هر نوع برف بسته به دما، رطوبت و حتی سرعت باد شکل میگیرد.
نقش برف در طبیعت
برف فقط یک پدیدهٔ زیبا نیست، بلکه نقش مهمی در چرخهٔ آب و آبوهوای زمین دارد:
ذخیرهٔ آب: برف مانند مخزنی طبیعی است که آب را در زمستان ذخیره و در بهار آزاد میکند. این موضوع برای کشاورزی بسیار حیاتی است.
تنظیم دما: پوشش برفی نور خورشید را بازمیتاباند و زمین را خنک نگه میدارد (اثر آلبدو).
پناهگاه جانوران: برخی حیوانات مانند خرگوش برفی و موش صحرایی از لایه برف برای پنهان شدن و گرم ماندن استفاده میکنند.
برف در فرهنگ و هنر
برف هزاران سال است که الهامبخش شاعران، نقاشان و موسیقیدانان بوده است. در ادبیات ژاپنی «یوکیکو» (snow beauty) نمادی از پاکی و آرامش است. در ادبیات فارسی هم برف استعارهای از پاکی و تازگی است.
در شهرهای بزرگ، نخستین برف سال حالوهوایی رمانتیک ایجاد میکند و مردم را وادار میکند کمی آرامتر قدم بزنند، عکس بگیرند و به کودکیهای خود فکر کنند.
علم و شگفتی در کنار هم
برف یکی از مثالهای عالی برای نشان دادن زیبایی قوانین سادهٔ طبیعت است. از ترکیب سه عامل – دما، رطوبت و فشار – میلیونها الگوی متفاوت پدید میآید. به قول کیکوشیرو ناکایا، فیزیکدان ژاپنی که زندگیاش را صرف مطالعهٔ برف کرد:
«دانه برف، نامهای از آسمان است که شرح حال ابر را در مسیر سقوطش روایت میکند.»
جمعبندی
برف چیزی بیش از آب یخزده است. برف پلی میان علم و هنر است؛ میان فیزیک و احساس. هر دانهٔ برف یادآور این واقعیت است که حتی در دنیایی governed by قوانین فیزیک، بینهایت تنوع و زیبایی ممکن است.