چرخش برف: فیزیک، متروولوژی و پوتیک چرخشهای گردباد
چرخش برف نه تنها حرکت تصادفی برفکها در باد است، بلکه یک پدیده فیزیکی پیچیده است که در اثر تعامل جریانهای هوا با موانع، رگه و ناهمگونی سطح حرارتی بوجود میآید. این گردبادها، از کوچکترین «شيطان برفی» تا برفباریهای بزرگ، از قوانین هیدرودینامیک، ترمودینامیک و کریستالشناسی پیروی میکنند و مدلهای کوچک اتمسفری نوسان را تشکیل میدهند.
1. مبانی فیزیکی تشکیل گردبادهای برفی
اصل کلیدی — نوسان، یعنی حرکت ناخودمنظم و گردابی هوا. برای بوجود آمدن چرخش لازم است:
تغییر سرعت باد: تفاوت در سرعت باد در ارتفاعات مختلف یا بین ماسههای هوایی مجاور. این باعث ایجاد یک چرخش میشود.
موانع یا ناهمگونی: ساختمان، تپه، جنگلکشی، تغییرات ناگهانی دمای سطح (مثلاً آسفالت گرم در برابر زمین برفی). هنگام عبور از موانع، هوا مسیرهای گردابی کارمن را تشکیل میدهد — زنجیرهای از گردبادهای متناوب.
کنواسیون: سطح گرم شده توسط خورشید (حتی در زمستان آسفالت تاریک میتواند گرمتر از برف باشد) جریانهای صعودی ایجاد میکند. هنگام برخورد با باد عمودی، آنها چرخیده و گردبادهای کنواسیون را تشکیل میدهند.
در اینجا برف به عنوان یک ویزوالایزر این جریانهای هوایی نامرئی عمل میکند. برفکهای سبک، به ویژه در شکل دندریتها (ستارهها)، دارای پاروسیت بالایی هستند و به کوچکترین حرکات هوا حساس هستند و ساختار نوسان را به وضوح برای چشم غیرمسلح قابل مشاهده میکنند.
2. نوعبندی چرخشهای برفی
1. گردبادهای برفی زمینی (شيطان برفی): گردبادهای کوچکمقیاس (از 0.5 تا 5 متر قطر) و کوتاهعمر (ثانیهها-دقایق)، مشابه گردبادهای شن. در شرایط زیر تشکیل میشوند:
تغییر شدید سرعت باد در سطح.
آفتاب روشن، که گرمایش محلی و کنواسیون ایجاد میکند.
باد زمینه نسبتاً ضعیف.
مثال: چرخش معمولی برفراز مسیر برفروی خالی از برف در برابر سُربالها. سطح تاریک مسیر برفروی بیشتر گرم میشود، جریان صعودی ایجاد میکند که توسط باد چرخیده و به عنوان گردباد تشکیل میشود.
2. دنبالگیری گردبادهای موانع (گردبادهای هوادینامیک):
گردبادهای زیربادی: پس از یک ساختمان یا موانع دیگر، منطقهای از کاهش فشار و نوسان تشکیل میشود که برف در جریانهای نوسانی و اغلب نزولی میچرخد. این منطقه خطرناک برای پیادهروان است، جایی که برف چشمه ...
Читать далее