Kepingan Salju (Snowflakes)

Kepingan salju (Snowflakes) dan Kristal salju (Snow Crystals) semuanya terbuat dari es, dan tidak terdiri dari apa-apa lagi. Sebuah kristal salju, seperti disiratkan oleh namanya, adalah kristal es tunggal. Sebuah kepingan salju adalah istilah yang lebih umum, yang dapat berarti individu kristal salju, atau beberapa kristal salju yang saling menempel, atau aglomerasi besar kristal salju yang membentuk "bola" yang melayang turun dari awan.

Molekul-molekul air dalam kristal es membentuk kisi heksagonal, seperti yang ditunjukkan pada gambar bawah (dua struktur menunjukkan pandangan yang berbeda dari kristal yang sama). Setiap bola merah mewakili atom oksigen, sedangkan tongkat abu-abu mewakili atom hidrogen. Ada dua hidrogen untuk setiap satu atom oksigen, sehingga rumus kimianya adalah H2O. Simetri Enam lipat kristal salju pada akhirnya berasal dari simetri enam lipat dari kisi kristal es.

Kepingan salju tumbuh dari uap air
Kepingan salju bukanlah air hujan yang kemudian membeku. Kadang-kadang air hujan memang membeku saat mereka jatuh, tapi ini disebut hujan es. Partikel hujan es tidak memiliki salah satu dari pola yang rumit dan simetris yang ditemukan dalam kristal salju. Kristal salju terbentuk ketika uap air mengembun langsung menjadi es, dan ini terjadi di awan. Pola muncul saat kristal tumbuh.

Kepingan salju paling sederhana
Bentuk paling dasar dari kristal salju adalah prisma heksagonal, ditunjukkan dalam beberapa contoh di bawah. Struktur ini terjadi karena permukaan tertentu dari kristal, permukaan faset, mengumpulkan materialnya dengan sangat lambat.

Sebuah prisma heksagonal mencakup dua sisi heksagonal "basal" dan enam sisi persegi panjang "prisma", seperti yang ditunjukkan pada gambar. Perhatikan bahwa prisma heksagonal dapat berbentuk seperti piring atau kolumnar, tergantung pada permukaan facet yang tumbuh paling cepat .

Ketika kristal salju sangat kecil, mereka sebagian besar dalam bentuk prisma heksagonal sederhana. Tapi saat mereka tumbuh, cabang tumbuh dari sudut untuk membuat bentuk yang lebih kompleks . Percabangan kepingan salju menjelaskan bagaimana hal ini terjadi .

Diagram Morfologi.
Dengan menumbuhkan kristal salju di laboratorium dalam kondisi yang terkendali, kita dapat menemukan bahwa bentuk mereka bergantung pada suhu dan kelembaban. Perilaku ini diringkas dalam "diagram morfologi," yang ditunjukkan di gambar bawah, yang memberikan bentuk kristal dalam kondisi yang berbeda.

Diagram morfologi memberitahu kita banyak tentang jenis kristal salju apa dan terbentuk di bawah kondisi apa. Sebagai contoh, kita melihat bahwa pelat tipis dan bintang tumbuh sekitar -2 C (28 F), sementara kolom dan jarum ramping muncul di dekat -5 C (23 F). Piring dan bintang lagi terbentuk dekat -15 C (5 F), dan kombinasi pelat dan kolom yang terbentuk sekitar -30 C (-22 F). Selanjutnya, kita lihat dari diagram bahwa kristal salju cenderung membentuk bentuk sederhana bila kelembaban (jenuh) rendah, sementara bentuk yang lebih kompleks pada kelembaban tinggi. Bentuk yang paling ekstrim (jarum panjang sekitar -5C dan besar, pelat tipis sekitar - 15C) terbentuk ketika kelembaban sangat tinggi.

Mengapa kristal salju berubah bentuk seiring dengan perubahan/penurunan suhu, sampai sekarang tetap menjadi misteri ilmiah. Pertumbuhan tergantung pada bagaimana molekul uap air yang dimasukkan ke dalam kristal es tumbuh, dan fisika di balik ini adalah kompleks dan belum dipahami dengan baik. Ini adalah subjek penelitian saat ini di banyak laboratorium di dunia.

Pembentukan Kepingan Salju
Kisah kepingan salju dimulai dengan uap air di udara. Penguapan dari lautan, danau, dan sungai menempatkan uap air ke udara, seperti halnya transpirasi dari tanaman. Bahkan kita, setiap kali kita mengeluarkan napas, akan menempatkan uap air ke udara. Jika kita mengambil sebidang udara dan mendinginkannya, pada titik tertentu uap air itu akan mulai mengembun. Ketika ini terjadi di dekat tanah, air dapat terbentuk sebagai embun di rumput dan dedaunan. Tinggi di atas tanah, uap air mengembun pada partikel debu di udara. mengembun menjadi tetesan air yang tak terhitung jumlahnya, di mana setiap tetesan berisi setidaknya satu partikel debu. Awan yang kita kenal tidak lebih adalah sebuah koleksi dari tetesan air tersuspensi di udara.

Di musim dingin, salju pembentuk awan sebagian besar masih berupa tetesan air cair, bahkan ketika suhu di bawah titik beku. Air dikatakan sangat dingin, yang berarti bahwa air itu didinginkan di bawah titik beku. Setelah awan semakin dingin, tetesan-tetesan air mulai membeku. Ini mulai terjadi di sekitar -10 C (14 F), tapi ini adalah proses bertahap dan tetesan tidak semua membeku sekaligus. Jika tetesan-tetesan tertentu membeku, maka menjadi partikel es kecil dikelilingi oleh tetesan air cair yang tersisa (belum membeku) di awan. Es tumbuh saat uap air mengembun ke permukaannya , membentuk kepingan salju dalam prosesnya. Saat es tumbuh lebih besar, tetesan air yang tersisa menguap dan menempatkan lebih banyak uap air ke udara.

Perhatikan apa yang terjadi pada air - menguap dari tetesan air dan pergi ke udara, dan berubah menjadi cair saat mengembun pada kristal salju yang berkembang. Saat salju jatuh, ada aliran bersih air dari keadaan cair (tetesan awan) ke keadaan padat (salju). Rantai peristiwa yang agak rumit ini adalah bagaimana awan membeku.

Dibawah ini beberapa Jenis Kepingan Salju

Stellar Plates

Kepingan salju yang umum ini tipis, seperti pelat dengan enam lengan yang membentuk bentuk seperti bintang. Bentuk seperti ini bentuk sekitar 28 derajat Fahrenheit, sementara kolom dan jarum ramping muncul di dekat 23 derajat. Piring/pelat dan bintang lagi terbentuk dekat 5 derajat Fahrenheit .

Simple Prisms

Snowflakes bukanlah air hujan yang membeku. Mereka terbentuk ketika uap air mengembun langsung menjadi es, yang terjadi di awan. Dalam bentuk yang paling dasar, kristal salju prisma heksagonal seperti gambar diatas, tapi bentuk yang lebih kompleks lainnya bisa saja terjadi.

Sectored Plates

Sectored Plates paling sederhana adalah kristal heksagonal yang terbagi dalam enam bagian yang sama, seperti potongan kue. Spesimen yang lebih kompleks menunjukkan punggung menonjol dan percabangan yang datar.

Stellar Dendrites

Dendritik berarti "seperti pohon", jadi stellar dendrit adalah kristal salju seperti pelat yang memiliki cabang-cabang menyamping. Ini adalah kristal yang cukup besar dan dapat dilihat dengan kaca pembesar .

Fernlike Stellar Dendrites

Kadang-kadang cabang kristal bintang memiliki begitu banyak cabang sehingga mereka terlihat sedikit seperti Fern (pakis). Ini adalah kristal salju terbesar, sering jatuh ke bumi dengan diameter 5 mm atau lebih.

Needles

Terbentuk sekitar 23 derajat Fahrenheit, kepingan salju ini terlihat seperti potongan-potongan kecil rambut putih di lengan Anda. Mengapa bentuk kristal salju berubah dari tipis, pelat datar hingga ke bentuk jarum panjang yang ramping ketika suhu berubah, masih tetap sesuatu yang misteri.

Twelve-Sided Snowflakes

Jenis-jenis ini juga cukup langka, tapi kadang-kadang salju akan membawa beberapa jenis ini.

Rimed Crystals

Awan terbuat dari tetesan air yang tak terhitung jumlahnya, dan kadang-kadang tetesan ini bertabrakan dengan dan menempel pada kristal salju. Tetesan beku disebut rime. Semua jenis kristal salju dapat ditemukan dihiasi dengan rime. Bila cakupan sangat berat, sehingga perakitan tampak seperti bola salju kecil, hasilnya disebut graupel.

Lihatlah video time-lapse mengenai terbentuknya Kepingan Salju yang Indah Ini