Zimní fenomény přírody

Zimní fenomény přírody

Zima je plná překvapení, která na první pohled působí samozřejmě – vrzající sníh, ledové obrazce na oknech nebo zvláštní světelné efekty na obloze. Ve skutečnosti za nimi stojí fascinující fyzikální procesy, které si často ani neuvědomujeme. Podívejme se, co se děje, když příroda „pracuje“ v mrazu.

Zima je období extrémních podmínek, které mění chování přírodních procesů. Když teplota klesne pod bod mrazu, voda se mění na led, vzduch ztrácí vlhkost a molekuly se pohybují pomaleji. Tyto změny ovlivňují nejen to, co vidíme, ale i to, co slyšíme. Vznikají nové struktury, jako jsou sněhové krystaly nebo rampouchy, a objevují se optické jevy způsobené lomem světla na ledových částicích. Dokonce i zvuky se mění – praskání ledu nebo vrzání sněhu jsou důsledkem fyzikálních vlastností materiálů při nízkých teplotách. Zima je tak ideální příležitostí sledovat přírodní zákony v praxi, protože se projevují viditelněji než kdy jindy.

Proč sníh vrže pod nohama?

Ten známý zvuk při chůzi po čerstvém sněhu je výsledkem fyziky. Sníh je tvořen drobnými krystalky ledu, mezi nimiž je vzduch. Když na ně šlápneme, tlak způsobí jejich lámání a tření. Teplota je klíčová: Vrzání slyšíme hlavně při teplotách pod -10 °C, kdy je led tvrdší a křehčí. Zvuk je mikroskopické praskání: Krystaly se lámou a vibrace se šíří vzduchem. Pokud je sníh mokrý nebo teplota kolem nuly, krystaly jsou obalené vodou a místo vrzání slyšíme spíš tlumené šplouchání.

Jak vznikají rampouchy?

Rampouchy jsou výsledkem střídání tání a mrznutí. Slunce nebo teplo z budovy roztaví sníh na střeše. Voda stéká dolů a na okraji střechy se ochlazuje. Kapky postupně mrznou, další voda stéká po povrchu a přimrzá. Tento proces se opakuje, rampouch se prodlužuje směrem dolů.

Zajímavost: Rampouchy rostou rychleji, když je teplota těsně pod nulou – voda stéká pomalu a má čas přimrznout.

Pozor na nebezpečí: Velké rampouchy mohou vážit několik kilogramů a při pádu způsobit vážné zranění.

Ledové květy na oknech

Tyto jemné obrazce vznikají, když vodní pára z interiéru kondenzuje na studeném skle a mrzne. Krystaly rostou podle mikroskopických nerovností na skle, což vytváří složité vzory připomínající květiny. Tvar závisí na vlhkosti vzduchu, teplotě a čistotě skla.

Tip: Pokud chcete ledové květy doma, zkuste postříkat okno vodou s trochou soli – krystalizace bude výraznější.

Zpívající led na jezerech

Na zamrzlých jezerech můžete slyšet zvuky připomínající hudbu nebo laserové efekty. Když led praská, vznikají vibrace, které se šíří jako zvukové vlny. Různé tloušťky ledu rezonují na různých frekvencích, proto slyšíme „melodie“. Tento jev je častý při prudkých změnách teploty, kdy se led smršťuje nebo rozpíná.

Polární záře

Nejznámější zimní světelný fenomén. Vzniká, když částice slunečního větru narazí do zemské magnetosféry. Tyto částice stimulují molekuly vzduchu, které vyzařují světlo – zelené, červené či fialové. Polární záře je běžná v polárních oblastech, ale při silné sluneční aktivitě ji lze vidět i ve střední Evropě.

Světelné sloupy (halo)

V mrazivých dnech můžete vidět vertikální sloupy světla nad lampami. Vznikají odrazem světla na plochých krystalech ledu v atmosféře. Často se objevují při teplotách pod -15 °C, kdy se tvoří tzv. diamantový prach – mikroskopické krystalky vznášející se ve vzduchu.

Sněhové vločky – proč jsou každá jiná?

Každá vločka je unikátní díky podmínkám, za kterých vzniká. Krystalizace vody začíná na mikroskopické částici prachu. Tvar závisí na teplotě a vlhkosti: při -2 °C vznikají ploché destičky, při -15 °C hvězdicovité tvary. Proto nikdy nenajdete dvě naprosto stejné vločky.

Diamantový prach

Tento jev připomíná třpytky ve vzduchu. Vzniká při extrémních mrazech, kdy se vodní pára mění přímo na ledové krystalky. Ty odrážejí sluneční světlo a vytvářejí efekt „jiskření“ v ovzduší.

Zima je skutečná laboratoř přírodních procesů. Každý zvuk, obrazec či světelný efekt má své vysvětlení. Příště, až uslyšíte vrzání sněhu nebo uvidíte rampouch, vzpomeňte si, že za tím stojí fyzika, chemie a trocha náhody. Díky tomu je zimní krajina nejen krásná, ale i fascinující.

Ing. Hana Matějková
Ekologické centrum Most pro Krušnohoří
VUHU a.s., Most  

Zdroje:

https://cs.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%A1rn%C3%AD_z%C3%A1%C5%99e
https://www.osel.cz/5457-o-tajemstvich-vody-a-ne-dokonalostech-rampouchu.html
https://cs.meteorologiaenred.com/