Mis see on: kuuekandiline ja värvitu?

Maailm on valet otsast otsani täis. Lasteraamatud, reklaamvoldikud ja jõulukaardid kubisevad lumehelvestest, millel pole füüsikaseadustega midagi pistmist.

Vähemalt arvas nii Saksamaa Bielefeldi ülikooli professor Thomas Koop, jääkristallide moodustumise uurija. Eelmise aasta lõpus kirjutas ta kurja kirja maailma mainekaimasse teadusajakirja Nature, kutsudes maailma teadlasi üles astuma vastu nelja-, viie- ja kaheksakandiliste lumehelveste laiutamisele raamatutes ja kaartidel. Sest õigel lumehelbel on kuus kanti, ei kaheksa ega viis, kirjutas Õhtuleht.

Miks just kuus?

Nüüd on kogu Eesti neid kuuekandilisi helbekesi otsast otsani täis. Tartu Ülikooli geograafiatudeng ja innukas meteoroloogiahuviline Jüri Kamenik, kes on pidanud lumest isegi terve pika loengu, ütleb, et lumehelbe kuuekandilisuse seletamiseks on mitu viisi.

"Nii võib rääkida, et vees on teatud keemilised sidemed just selliste nurkade all. Aga see pole kaugeltki põhjus," ütles ta.

"Põhjus on selles, et heksagonaalses, kuuekandilises olekus on külmunud vesi lumehelbes kõige stabiilsemas olekus. Sellise kuju moodustamiseks kulub kõige vähem energiat."

Kui temperatuur on 4 kraadi Celsiuse järgi, on vesi kõige tihedam. Kui temperatuur veel langeb, siis hakkavad vees tekkima täiendavad vesiniksidemed, mille tõttu vee tihedus väheneb.

Nii tekib mikrotasandil kuuekandiline võrestik, mis kandub mingil põhjusel üle ka silmaga nähtavasse mõõtkavasse.

Lumehelbed kasvavad pilves kõik täpselt ühesuguse skeemi järgi. Esiteks on vajalik, et temperatuur oleks miinustes. Teiseks on vajalik helbe kese, väike tolmuterake, mida nimetatakse kondensatsioonituumakeseks. Selle ümber hakkavad veemolekulid end ritta seadma.

"Lameda pinna kohal on veeauru rõhk väiksem, sinna on uutel veemolekulidel raskem kinnituda. See ongi põhjus, miks helbe tipud kiiremini kasvavad," kirjeldas Kamenik. Nii ongi tulemuseks meile kõigile tuttav kuuekandiline teravate tippudega helbeke.

Tegelikult võib lumekristalle olla veel nõelakujulisi või selliseid, mis meenutavad tühja toru, või siis moodustuvad okstele või elektritraatidele härmatisekristallidest kolmnurksed plaadikesed.

Lumi murrab

Kui lumehelbed maha sajavad, siis moodustub lumikate. Esialgu on selles väga palju õhku, kuid lumehelbed hakkavad kiiresti muutuma: tuul nihutab helbeid, liigutades neid üksteise vastu, nii annavad helbed peagi osa kenadest teravatest tippudest ära. Samuti kristalliseeruvad helbed lumekihis ümber. Kõige selle tagajärjel muutub lumi tihedamaks ja ka raskemaks. Kui ilm läheb soojemaks ja niiskemaks, siis tõmbab lumi niiskust endasse, justnagu keedusool seda teeb. Kõige märjema sulalume kuupmeeter võib kaaluda isegi pool tonni. Praegu maad ja katuseid kattev lumi on poole kergem, ehk 250 kilo kandis kuupmeeter.

Nii võib majakatust kattev kena lumemüts tegelikult kaaluda mitu tonni ja see ongi põhjus, miks soovitatakse lumi katuselt alla ajada. Muidu murrab lumi selle maha.

Lumel pole värvi

Lumel on suur tagasipeegelduvus. "Tegelikult polegi lumel värvi," ütles Kamenik. "Lumi pole tegelikult ka valge, vaid läbipaistev nagu klaas. Lumele peegeldunud valgus peegeldub kristallpindadelt tagasi, vaid väga väike osa valgusest neeldub. Seetõttu paistab lumi meile valgena."

Samal põhjusel on lumi tihti just seda värvi nagu lumele langev valgus. Ereda sinise taeva all tundub lumigi sinakas ning päikeseloojangul võtab lumi purpurse ilme.

Lumi jahtub väga aeglaselt ja on ka väga halb soojusjuht. Kui lumi sajab maha nii, et maapind pole veel jõudnud külmuda, siis edasised külmad ei suuda läbi lumekihi tungida. Nii võib lume all veel nädalaid püsida sula maapind.

Kamenik soovitab lumesaju järgi ilma ennustada. Seda ei saa siiski teha juhul, kui läheduses on mõni suur veekogu jäävaba, näiteks jääkaaneta mere kaldal pole sellisel ennustamisel mõtet.

Kui aga veekogu lähedal pole, siis ennustab peen lumesadu, et ilm püsib külmana ning soojaks minekut pole karta.

Kui lumehelbed on laiad, siis läheb aga ilm kindlasti soojemaks.

Kamenik ise ennustab, et praegune pikk ja lumerohke talv jääb püsima. Õhumasside liikumisteed on selleks talveks juba välja kujunenud ja Atlandi ookeanilt ei tule sooja õhku peale, see aga on tavaliselt meie lumeta ja poriste talvede peasüüdlane.

• Tweet