Tomusta tähdeksi – Lumihiutale ja sateen olomuoto
Sen alku on pilven pienessä pölyhiukkasessa. Tuntien, jopa päivien kestävän taipaleensa aikana siihen tarttuu, tiivistyy, törmäilee tai tahmaantuu vettä. Ilmakerrosten erilaiset olosuhteet muovaavat sitä. Lopulta ainutkertainen luonnon taideteos, lumihiutale, on valmis.
Sateen olomuoto saa alkunsa hiutaleesta
Lumihiutaleet vaativat syntyäkseen oikeanlaiset lämpöolot ja omanlaisensa tiivistymisytimen. Ytiminä toimivat ilman epäpuhtaudet. Mikäli sopivia hiukkasia ei löydy, vaaditaan kiteiden syntyyn jopa 40 asteen pakkanen. Heikommassa pakkasessa oikeanlaisten ytimien puute enteilee alijäähtyneitä vesipisaroita ja usein myös jäätävää tihkusadetta.
Sumupilvissä tilanne on erilainen. Pilvet ovat paljon ohuempia ja niiden yläosassa pakkasta on harvoin yli 15 astetta. Siksi pakkasilman sumupilvet ovat usein alijäähtyneitä ja jos ne satavat, alas putoaa lumihiutaleiden sijasta pieniä jäätäviä tihkupisaroita. Seitsemän asteen pakkasessa alijäähtyneet pisarat ovat yhtä todennäköisiä kuin lumihiutaleet.
Lumihiutaleen muoto on seurausta pilven lämpötilasta
Jäätä ja hiutaleita syntyy helposti, jos sadepilven huippu on kylmempi kuin -15 astetta. Huipussa olevien jääkiteiden putoaminen alemmas pilvessä jäädyttää vähitellen koko pilven. Se, miten jäätyminen tapahtuu, vaikuttaa oleellisesti siihen, millaisia hiutaleita taivaalta tippuu.
Diffuusio synnyttää kaikkein kauneimmat hiutaleet. Koristeellisia moniulotteisia dendriittejä syntyy -15 asteen lähettyvillä, koska silloin kosteus tiivistyy helpoiten suoraan jääksi. Pilvessä olevat jääkiteet kasvavat nopeasti alijäähtyneiden sadepisaroiden kustannuksella. Kuusikulmaisista kiteistä kasvaa pikkuhiljaa lumitähtiä, kun niiden kulmiin puhkeaa uusia ulokkeita ja haaroja.
Isoimmat hiutaleet tarvitsevat syntyäkseen myös vettä
Lumihiutaleet ja jääkiteet voivat myös kasvaa, kun niihin törmäilevät alijäähtyneet vesipisarat jäätyvät niiden pinnalle. Näin syntyy yksinkertaisempia hiutaleita tai littanoita jääkiteitä. Lähellä nollaa astetta, jos lumisateet liikkuvat lämpimältä alustalta kylmemmälle alueelle, kiteiden pinnalla olevat vesimolekyylit toimivat tahmaajina. Tällöin maahan leijailee valtavan kokoisia hiutaleita, ”jalkarättejä”.
Sateen olomuoto määräytyy lämpötilasta pilven ja maan välillä
Matkalla maahan olosuhteet muovaavat lunta ja jäätä loputtomiin variaatioihin: Puikuloiksi, pylväiksi, levyiksi, neuloiksi, sauvoiksi, sakaroiksi, tähdiksi tai rakeiksi. Tuuli, törmäykset ja vaihtuvat lämpö- ja kosteusolot riepottelevat hiutaleressukoita välillä kovallakin kädellä. Sakarat katkeilevat, kulmat hioutuvat tai kauniit lumitähdet sulavat masentavaksi räntämoskaksi. Jokainen hiutale saapuu maahan taipaleensa tuloksena ja kertoo muodollaan koettelemuksistaan pilven ja maan välillä.
