Είναι αλήθεια ότι το σχήμα των παγοκρυστάλλων μπορεί να μας δώσει πληροφορίες σχετικά με τις θερμοϋγρομετρικές συνθήκες που επικρατούν μέσα στα νέφη. Οι νιφάδες της “Σοφίας” μπαίνουν στο μικροσκόπιο.
Μπορεί να εκπλαγούμε όταν συνειδητοποιήσουμε από πόσα μικρά παγοκρυστάλλια μπορεί να αποτελείται μία νιφάδα χιονιού. Στην περίπτωση της “Σοφίας” το πρωινό της Παρασκευής (5/1/2019) στη Θεσσαλονίκη, οι νιφάδες αποτελούνταν από έναν μεγάλο αριθμό διαφορετικών παγοκρυστάλλων. Το πρώτο που πρέπει να γνωρίζουμε είναι ότι οι πρωταρχκοί παγοκρύσταλλοι δύσκολα υπερβαίνουν το 0.5 με 1 χιλιοστό σε διάμετρο. Στη συνέχεια καθώς αυτοί πέφτουν προς τη γη υπάρχει η δυνατότητα να συσσωματωθούν δημιουργώντας μεγαλύτερες νιφάδες. Η ικανότητα των παγοκρυστάλλων να συνενωθούν αυξάνει όταν παγοκρύσταλλοι έχουν διαφορετική ταχύτητα πτώσης. Επίσης, αυξάνει για δενδριτικούς σχηματισμούς ιδιαίτερα όταν αυτοί βρίσκονται σε θερμοκρασίες κοντά στο 0°C, οπότε και οι απολήξεις τους γίνοται πιο υγρές και άρα πιο κολλώδεις.
Σχήμα 1 – Νιφάδες χιονιού κατά την κακοκαιρία “Σοφία” στη Θεσσαλονίκη.
Στην φωτογραφία φαίνεται με αρκετή λεπτομέρεια η σύσταση των νιφάδων το πρωινό της Πέμπτης. Παρατηρούμε ότι σε μία νιφάδα υπάρχουν τόσο δενδρίτες όσο και κάποια σφαιρικά συσσωματώματα που ονομάζονται graupel ή πιο κοινά χιονοχάλαζο. Και οι δύο τύποι παγοκρυστάλλων υποδηλώνουν ιδιαίτερα υψηλά επίπεδα κορεσμού στα νέφη. Σύμφωνα με το σχήμα 2, οι δενδρίτες δημιουργούνται σε ιδιαίτερα κορεσμένα περιβάλλοντα με μεγάλα ποσά υδρατμών και θερμοκρασίες μεταξύ -10°C και -22°C στο νέφος. Για τον λόγο αυτό άλλωστε οι περιοχές που αποτελούνται από δενδρίτες στα νέφη θεωρούνται επικίνδυνες για τη διέλευση αεροσκαφών αφού η πιθανότητα να δημιουργηθεί πάγος (icing) πάνω σε αυτά είναι πολύ μεγάλη. Οι περισσότεροι δενδρίτες δεν παρουσιάζουν ξεκάθαρο σχήμα εξαιτίας της περαιτέρω ανάπτυξής τους συλλέγοντας μικρότερα νεφοσταγονίδια τα οποία παγώνουν πάνω τους (riming). Από την άλλη, τα graupel δημιουργούνται όταν ένα πρωτογενής παγοκρύσταλλος βρεθεί μέσα σε υπερκορεσμένο περιβάλλον, οπότε μικρά νεφοσταγονίδια παγώνουν πάνω σε αυτόν (riming). Τέλος, αν και όχι ξεκάθαρο, διακρίνονται κάποιοι παγοκρύσταλλοι σε σχήμα “βελώνας“, οι οποίοι δημιουργούνται σε θερμότερα περιβάλλοντα αλλά εξίσου κορεσμένα. Έτσι, οι δενδρίτες προερχόμενοι από υψηλότερες περιοχές των νεφών θα μπορούσαν να συγκρουστούν και ενωθούν με αυτούς τους βελωνοειδείς κρυστάλλους. Συνεπώς, και στις τρεις περιπτώσεις φαίνεται ξεκάθαρα ότι τα νέφη πάνω από τη Θεσσαλονίκη ήταν υπερκορεσμένα σε υδρατμούς (ή πρακτικά η τροπόσφαιρα περιείχε πολύ μεγάλα ποσά υγρασίας) και ότι οι θερμοκρασίες στις οποίες δημιουργούνταν οι παγοκρύσταλλοι κυμαίνονταν τουλάχιστον μεταξύ -10°C και -22°C. Αυτό σημαίνει (σύμφωνα και με τη ραδιοβόλιση στο αεροδρόμιο Μακεδονία εδώ) ότι οι παγοκρύσταλλοι δημιουργούνταν σε ύψη από 2 έως 4 km.
Σχήμα 2 – Εξάρτηση σχήματος παγοκρυστάλλων από τη θερμοκρασία και την υγρασία (Πηγή σχήματος)