A Hét 1983/1 (28. évfolyam, 1-26. szám)
1983-02-04 / 6. szám
Tudomány-technika HAVAZIK 1611-ben Johannes Kepler, a csillagász közzétette Újévi ajándék, avagy a hatszögletű hó című müvét. A hópelyhek alakjáról elmélkedik a rövid írásban, és azt kutatja, miért éppen hatszögletűek ezek a fehér parányok. A választ — és ezt be is vallja — hiába keresi. Azóta több mint három évszázad telt el, de Kepler utódai ma is kénytelenek azt mondani, amit ö leirt akkor: „Ezzel a dologgal még nem vagyok tisztában ..." Hogyan keletkezik a hópehely? Először a mag — valamilyen egészen apró, idegen anyagrészecske — körül jégkristálykezdemények alakulnak ki. majd belekerülnek egy olyan légrétegbe, amelyben nagyon alacsony hőmérsékletű vizcseppek találhatók. Itt a leendő hópehely gyors növekedésnek indul: különösen csúcsai gyarapodnak sebesen. így a kezdetben hatoldalú kis lemezkéből hat sugárból álló csillagocska lesz. Ha útközben apró, hideg vizcseppekkel is találkozik, formája leegyszerűsödik. Ha viszont nagy csepp akad az útjába, jégszemecskévé válhat. A hópelyhek kialakulását és növekedését számtalan tényező befolyásolja, ezért olyan változatos az alakjuk. A legjobb gyűjteményekben ötezernél több különböző formájú hókristályt ábrázoló mikrofotóban gyönyörködhet a szakember, ám arról csak hozzávetőleges elképzelés van, hogy a hópehely formája és mérete miként tükrözi kialakulásának történetét. Ugyanilyen rejtély, miért esik egyes vidékeken jellegzetes formájú hó. A Baltikumban és a Szovjetunió központi vidékein például gyakori a hatalmas, bonyolult formájú, ágas-bogas hópihe, tés ezek néha nagyobb, borzas csomóvá állnak össze. 1944 tavaszán Moszkvában tíz centiméter átmérőjű pelyhek hullottak, mint megannyi libegő kistányér. A fekete járdára hullva nagy, fehér foltot hagytak maguk után, mintha egy-egy hógolyó csapódott volna a köve(KURUCZ OTTÓ FELVÉTELE) zethez. Szibériában akkora hóesést is megfigyeltek, hogy a pelyhek átmérője elérte a harminc centimétert. Az ilyen jelenség kialakulásának elengedhetetlen feltétele a teljes szélcsend. A hópelyhek sokáig köröznek a levegőben, hol fölemelkednek, hol leereszkednek. Minél tovább tart utazásuk, annál gyakrabban ütköznek egymással és kapaszkodnak össze. Már a legkisebb szellő is elemeire szórja szét az ilyen csomókat. Ezért alacsony hőmérsékleten, élénk légmozgásban csak a hópihék — a hó szétmorzsolódott törmeléke — érkeznek a földre. Ha a fagy —40 C-fok körüli, olyan ez a törmelék, mintha gyémántpor esne. Jakutföld szívében tiszta, fagyos időben vékony jégtűk esnek, vastag réteget alkotva a földön. A tapasztalt síelők tudják, hogy az erdei hó különbözik a síkságitól. A szibériai tajgában, ahol télen sosem enyhül az idő, az egy méter vastag hóréteg laza takaróként bontja a tájat. Egy köbcenti nem nyom többet egytized grammnál. A sztyeppen és a tundrán a viharok erősen összetömöritik a havat, ezért itt a hóréteg vastagsága sokkal kisebb, viszont köbcentiméterenként akár fél grammot is nyomhat. OLVADÁS — PARANCSRA A messzi északon a hó néha olyan kemény, hogy a fejsze megpendül rajta, mintha vasat ütnének vele. Az ilyen hó lecsiszolja a termőtalaj felszínét, károsítja a növényeket. Az Antarktiszon a lehullott három-négy méteres hóréteg néhány nap alatt olyan tömörré válik, hogy a nagy teljesítményű talajgyaluk súlyos kése is csak nehezen tudja megbontani. Mesterségesen is lehet — és néha szükséges is — tömöríteni a szemcséket. Ilyenkor a beavatkozással lerombolják a finom kristálytűk hálóját, s legömbölyödött, jégszerű magokból álló massza alakul ki. A hónak ezt a tulajdonságát használták föl az antarktiszi Mologyozsnaja-állomás repülőterének építésénél. Sok hó, sok búza — tartja a mondás. Mellesleg a tavalyi hóról van szó! Közismert tény, hogy a talaj hőmérséklete, nedvességkészlete, kémiai összetétele, szerkezete, mikroorganizmus-bősége jócskán függ az előző téli hóréteg vastagságától és sajátosságaitól. Az aszályos vidékeken különösen nagy szerepet játszik a tavalyi hó, ahol gyakran ez a növények fejlődéséhez szükséges nedvesség egyetlen forrása. Némely csapadékban szegény vidéken különböző módszereket alkalmaznak a lehullott hó megkötésére. Földhányások közé gyűjtik, összetömöritik, a földeken magas tarlót hagynak, hófogókat építenek az őszi vetés közé. Mindez kézzelfogható haszonnal jár. A magas tarlón vagy a földhányások között 35—40 centiméter vastag hóréteg gyűlik össze, mig máshol csak 8—10 centiméteres a takaró. A különbség olvadáskor 800—900 köbméterrel több vizet jelent hektáronként. Azokon a vidékeken, ahol tartós és vastag a hótakaró, nincs szükség a hó felhalmozására. Ott az a feladat, hogy a hó minél gyorsabban olvadjon el, nehogy az alatta fejlődő növények tönkreázzanak vagy kirothadjanak. A távoli északon is megvannak a hóval végzett talajjavítás sajátosságai. Ott a havat már ősszel föl kell halmozni, tavasszal viszont az olvadást kell előségiteni, hogy minél hosszabb legyen a vegetációs periódus, minél vastagabb olvadt talajréteg alakulhasson ki az örök fagyba dermedt rétegek fölött. A hideg, hómentes tél a szárazföldi éghajlatú vidékeken valóságos természeti csapás. Hiszen ha a talaj hőmérséklete három centiméter mélységben mínusz 30 fokra süllyed, szinte minden növény kipusztul. De ha 20 centiméteres hóréteg borítja, ebben a mélységben a talaj hőmérséklete már semmiképpen sem süllyed mínusz 20 fok alá. A növények többsége képes arra, hogy ezt kibírja. Fél méter vastag hóréteg alatt pedig már minden növény szerencsésen átvészeli a telet. A hó ugyanakkor egész sor vegyületet tartalmaz: kloridokat, szulfátokat, hidrokarbonátokat és nitrogénvegyületeket. Megállapították például, hogy a talaj nyári nitrogénvegyület-tartalma egyenes arányban áll az előző téli hótakaró vastagságával. Mindebből világos, hogy a hótakaró- nemcsak a meleget őrzi, hanem más módon is hozzájárul a természet tavaszi-nyári megújhodásához, a mezőgazdaság eredményességéhez. A frissen hullott hó rendszerint nagyon laza: a hópelyhek szinte nem is érintkeznek egymással, a legkisebb szél is mozgásba hozza őket. Erősebb szélben viszont jelentősen megnő a megmozgatott hó mennyisége. Ha a hópihék 80—90 százaléka a talaj felett legfeljebb 20 centiméter magasan kavarog, még nem olyan nagy a baj: eláramlását a mezőn hagyott növényi szárak is képesek megakadályozni. De ha erősödik a szél, s a hó magasabbra emelkedik, megkezdődik az igazi hófúvás. Az ember szempontjából a hó egyik legfontosabb tulajdonsága, hogy síkos. Szánon utazni könnyű, gyors és kényelmes. Ahhoz, hogy a havon csússzunk, tizedannyi energia kell, mint a keréken való haladáshoz. A hó azért csúszós, mert a szán- és sítalpak nyomása és a súrlódás következtében a hótakaró felső rétege megolvad, s az így keletkező vékony vizhártya kenőanyagként viselkedik. Ezért a csúszósság a hó hőmérsékletétől és a mozgás sebességétől függ. A súrlódási együtthatót a sikló felület hossza is befolyásolja. Acél silécekkel végzett kísértetek során kimutatták hogy ha a léc hosszát 1 méterről 1,7 méterre növelik, a súrlódás a kétharmadára csökken. Minél hosszabb a csúszó felület, annál több hő keletkezik a talp és a hószemcsék érintkezésekor, ami javítja a léc „kenését", és csökkenti a súrlódás mértékét. Úgy vélhetnénk, egyszerű a dolog: hosszabb léceket kell a talpunkra csatolni, és máris száguldhatunk. Ám — amint említettük — a nyomásnak is meghatározó a szerepe. A nagy felületű léc esetleg nem képes a vízhártya képződéséhez szükséges nyomás kifejtésére. Ha viszont túl rövid, mélyebben süllyed a hóba; ekkor a megnövekedett ellenállás gátolja a siklást. De a havon meg is kell állni, és újból elindulni. Amikor a síelő megáll, a léc alatti vékony vízfátyol megfagy, a hófelület és a léc között jégszálacskák keletkeznek. Minél tovább áll valaki, annál jobban megszilárdul ez a réteg. Ennek megfelelően nagyobb erőt kell kifejteni, hogy újból elindulhasson. Rövid ideig tartó; — másodpercnyi — megállás esetén ez az erőkifejtés meg se kottyan, de ha a síléc felülete és a hószemcsék közötti jégkapocs erősebb, mint a hó ellenállása, valósággal ki kell szakítani magunkat pihenő helyzetünkből. Ezt a jelenséget minden síelő ismeri: egyre több hó tapad a lécre, mintha mázsás súlyokat hurcolna az ember a lábán, mind gyakrabban kell megállni, és ettől a léc egyre súlyosabb lesz. Speciális víztaszító felületkezeléssel segíthetünk ugyan ezen a gondon, de néha még ez is kevés. Az állatok többségének életében a hó kegyetlen megpróbáltatást jelent. A hótakaró magassága, sűrűsége, élettartama a legközvetlenebb módon függ össze azzal, hogy milyen létszámban vészelik át a telet az egyes állat- és madárfajok. A téli hótól függ, képesek-e megszerezni táplálékukat, el tudnak-e rejtőzni, menekülni ellenségeik elől. 1939—1940 rendkívül havas és hideg telén egész Európában rengeteg állat és madár pusztult el. A legkevésbé az erdei tyúkfélék (a siketfajdok, a nyírfajdok, a császármadarak) sínylették meg a kegyetlen időjárást, mivel ezek a madarak a hóban rejtőznek el, mély üregekben és járatokban. A hó a menedékük. Más madárfajokat viszont éppen a hó pusztít el: az alacsony hőmérsékletet még elviselnék, de a vastag hótakaró alól nem tudják kikaparni táplálékukat. Az emlősök sorsa is attól függ, milyen hó borítja az erdőt: puha, mély takaró vagy fagyos kéreg. Testsúlyuk és talpfelületük egymáshoz való viszonya és a hó minősége meghatározza lehetőségeiket. MIT MOND A HÓ? A hó csak fagyos időben ropog, a hang frekvenciája pedig a levegő hőmérsékletétől függ. Minél erősebb a fagy, annál magasabb hangon ropog a hó a talpunk alatt. A hang forrása az apró hókristályok összenyomásakor keletkező zörej. A kristályok olyan kicsik, hogy mikor összetörnek, az emberi fül számára, fölfoghatatlanul halk hangot adnak ki. De amikor milliárdnyi ilyen hangocska egyesül, jól hallható ropogás kórusa kíséri lépteinket. Az akusztikus mérések azt mutatják, hogy a hóropogás hangerejét is a hőmérséklet változása szabályozza. Ha például mínusz 8 fokról mínusz 20 fokra ereszkedik le a hőmérő folyadékszála, a ropogás hangereje kerek egy decibellel növekszik. 18
