| زمانی که تراکم در هوای در حال صعود ، که درجه حرارت آن زیر نقطه انجماد است بوقوع پیوندد، بلورهای یخ شش پری تشکیل می‌گردد که ممکن است بصورت اشکال منفرد یا چسبیده تشکیل دانه‌های برف یا انواع مختلف و متغیری را بدهند. در نتیجه پیوند بلورهای شش پر ، اشکال زیبای برف به انواع خیلی زیاد به ظهور می‌رسد. |
|
مقدمه
برف، از پدیده‌های جوی که اغلب طبیعى‌دانان قدیم، در چگونگى پیدایش آن سخنانى گفته‌اند. در این مقاله نخست آراء یونانیان، با تکیه بر الاثار العلویه ، نوشته
ارسطو و رساله‌ای به همین نام از تئوفراستوس و نیز الاراء الطبیعیه منسوب به پلوتارک که امروزه آن را از آئتیوس آمدی مى‌دانند، نقل و سپس تأثیر آنها بر نظرات دانشمندان مسلمان بررسى شده است. آناکسیمنس گمان داشت که هرگاه
باران یخ بزند، برف پدید مى‌آید و اگر در این هنگام با آب و هوا آمیخته شود، تگرگ تولید مى‌شود. در ضمن نظریه‌ای که به
فیثاغورس و پیروان او منسوب شده ، آمده است که هوای پدید آورنده برف و باران سردتر از هوای پدید آورنده تگرگ است، در حالى که محل پدید آمدن آنها گرم‌تر از محل تولد تگرگ است. به گفته ابن رشد ، اسکندر افرودیسى این مطالب را از الاثار العلویه ارسطو نقل کرده، ولى ارسطو در این کتاب چنین مطلبى را از آنها یاد نکرده است. ارسطو خود ، بارش باران ، برف و تگرگ را پى‌آمد سرد شدن ابر مى‌دانست.
نظریات ارسطو
به نظر ارسطو برف و شبنم یخ‌زده دارای علتى مشابهند؛ تنها تفاوت میان آنها در درجه و مقدار ماده (تفاوت کمّى) است، زیرا برف بر اثر یخ زدن ابر (بخار بسیار) و شبنم یخ زده بر اثر یخ زدن بخار (اندک گرد آمده در یک روز) ، یعنى شبنم تولید مى‌شود. از این‌رو ، برف نشانه سرزمین یا فصل سرد است. همین رابطه میان باران و شبنم برقرار است، زیرا
ابرها تا زمانى که گرمای خیزاننده بخارات از آنها بیرون نرفته باشد، و پیش از غلبه سرما بر آنها یخ نمى‌زنند. ابن به طریق کم و بیش مفهوم کلى سخن ارسطو را رسانده است؛ اما چند خطا و کاستى و فزونى ، از جمله نکاتى درباره نرمى دانه‌های ابر و سختى دانه‌های شبنم‌ِ یخ زده ، در ترجمه دیده مى‌شود. ابن رشد نیز کم و بیش از ابن بطریق پیروی کرده است.
ارسطو همچنین آورده است که عموماً بارشهای شدید تگرگ در نواحى معتدل‌تر و بارشهای شدید برف در نواحى سردتر رخ مى‌دهد. تئوفراستوس شاگرد ارسطو مى‌پنداشت که اگر ابر ، پیش از آنکه بر اثر سرما به آب تبدیل شود (منعقد شود)، یا پیش از گرد آمدن قطرات آب و پیوستن آنها به یکدیگر و در حالى که هوا میان قطرات بسیار ریز آب فاصله انداخته ، یخ بزند، آنگاه برف تشکیل خواهد شد؛ زیرا درون برف هوای بسیاری به دام افتاده است. چون برف بسیار نرم است و اگر با دست فشرده شود، حجمش کم مى‌شود و اگر آن را به آب تبدیل کنیم، از مقدار بسیاری برف ، تنها مقداری اندک آب حاصل مى‌شود؛ علت سفیدی برف نیز بسیاری هوا در آن است، زیرا همه اجسامى که هوای بسیار در آنها به دام افتاده است، سفیدند، مانند کف و مخلوط هم‌زده روغن و آب. علت سفیدی شبنم یخ زده نیز همین است، زیرا همان چیزی که در بخش بالایى سپهر موجب پدید آمدن برف مى‌شود، در پایین موجب پدید آمدن شبنم یخ زده مى‌گردد.
|
در کتاب سر الخلیقه و صنعة الطبیعه ، منسوب به آپولونیوس تیانایى نظر مؤلف درباره برف چنین آمده است: هرگاه بخار از پایین زمین به بالا برسد و سرما بر آن چیره گردد و گرمایى که آن را بدان بالا رسانده است، از آن بگریزد، اگر بادها آن بخارات را نپراکند و بفشارد، به صورت آب بسوی زمین باز مى‌گردد؛ اما به سبب بیرون رفتن گرما از آن سنگین مى‌شود و باز به صورت بخاری انبوه در مى‌آید که برخى اجزاء آن به برخى دیگر مى‌پیوندد و اگر سرمای هوا بر این بخار بسیار گردد، آن بخار را در حالى که بسوی پایین روان است، جامد مى‌کند و این بخار جامد همان برف است.
لمپیدروس نیز در تفسیر الاثار العلویه ارسطو درباره برف چنین گفته است: علت پدید آمدن برف ، همان علت پیدایش باران است. فرق میان برف و باران آن است که باران بر اثر استحاله بخار به آب به سبب سرمایى اندک پدید مى‌آید؛ در حالى که برف بر اثر انجماد بخار پیش از تبدیل شدن به آب ، پدید مى‌آید که ناشى از سرمای بسیار است؛ و اگر بخار جامد شود، سنگین مى‌شود و چون سنگین شد، به سوی پایین مى‌رود. نقش شدت سرما در پدید آمدن یکى از این دو پدیده از آنجا معلوم مى‌شود که باران در جاهای سرد که سرمای آن شدید نیست، مى‌بارد. در این مواضع برف یا بسیار اندک مى‌بارد، یا اصلاً نمى‌بارد؛ اما برف مختص مواضع بسیار سرد است. وی همچنین بر آن بود که غالباً برف در جاهای بسیار سرد ، ولى تگرگ در مناطقى که هوای غالباً صاف دارد، مى‌بارد.
آراء طبیعى‌دانان مسلمان
ابن ربن مى‌پنداشت که اگر بخارِ ترِ گرد آمده در هوا (هنگام فرآیند بارش باران) با هوایى سخت سرد برخورد کند، این باران برف خواهد شد. کندی نخست علت بارش باران ، برف و تگرگ را انبوه شدن بخارات موجود در جو (نزد او معمولاً همان هوا) بر اثر «اسباب علوی و سفلى» خوانده و سپس درباره برف چنین گفته است: «هرگاه سرمای جوی که از هوای میان زمین و ابر باران‌زا بالاتر (بالای ابر) است، بسیار شود، و باران ابر را به شدت فرو چکاند، آنگاه جو سرد (هوای زیر ابر) را در تبدیل آن (ابر یا قطرات باران؟) به برف یاری مى‌دهد و پیش از آنکه
قطرات از جو سرد بگذرند، سرما آنها را جامد مى‌کند و به سان قطراتى فرو مى‌نشینند. اندازه این ذرات جامد متناسب اندازه قطرات است، هنگامى که هوای نزدیک سطح زمین گرم است، اگر دانه‌های جامد بزرگ باشند، مى‌توانند پیش از آب شدن از این ناحیه عبور کنند و به صورت برف به زمین برسند؛ و اگر برای این کار ضعیف باشند، پیش از آنکه به زمین برسند، ذوب مى‌گردند و باران مى‌شوند... .»
حنین بن اسحاق در گزیده‌ای که از الاثار العلویه ارسطو فراهم کرده ، در این باره آورده است: اگر سرمایى شدید بر بخاری اندک هجوم آورد، آن بخار را به شبنم یخ‌زده (جلید) تبدیل مى‌کند و اگر بخار برخاسته بسیار و سرمایى که بر آن مى‌زند، بسیار شدید باشد، آن بخار به برف بدل مى‌گردد. پس فرق میان شبنم یخ زده و برف دو خصلت است: یکى بسیاری یا کمى بخار ، همانگونه که تفاوت میان باران و شبنم نیز همین است؛ تفاوت دیگر آنکه شبنم یخ زده از بخار یخ زده در هوا و نه در ابر پدید مى‌آید؛ در حالى که برف از ابری که در هوا یخ مى‌زند، تولید مى‌شود. مقدسى تنها بخش نخست سخن حنین درباره برف و شبنم یخ زده را تکرار کرده ، اما حسن بن بهلول علاوه بر تکرار همین بخش ، به آراء تئوفراستوس درباره برف و شبنم یخ زده نیز اشاره کرده است (ص 291، 315-317؛ قس: حنین ، همانجا؛ تئوفراستوس ، 139-142).
اخوان‌الصفا بر آن بودند که اگر سرما مفرط باشد، قطرات ریز در ابر باران‌زا یخ مى‌زند و از این فرآیند جَلید و برف پدید مى‌آید (گویا اخوان‌الصفا بر خلاف دیگر مؤلفان عربى نویس ، جلید را مترادف ثَلْج (برف) و نه مترادف صَقیع (شبنم یخ‌زده) به کار برده‌اند)؛ زیرا سرما اجزاء آبى را جامد مى‌کند و آنها را با اجزاء هوایى مى‌آمیزد، پس به نرمى پایین مى‌آید و از این‌رو ، برخلاف تگرگ (بَرَد) و باران فرود برف سریع نیست ( رسائل...، 2/74؛ نیز نک: قزوینى، 87).
ابن سینا آورده است که اگر قطرات خرد آب پیش از فشرده شدن و تبدیل به قطرات درشت آب ، یخ بزند، دانه‌هایى ایجاد مى‌کند که همان برف است. وی همچنین بر آن بود که سرمای شدید زمستان اجازه نمى‌دهد که ابر باران‌زا به آب و سپس به تگرگ تبدیل گردد، بلکه مستقیماً به برف تبدیل خواهد شد ( الشفاء، 36-37، نیز نک: دانشنامه...، 67، النجاة، 310). او نیز به پیروی از ارسطو بر آن بود که نسبت باران به برف مانند نسبت شبنم به شبنم یخ زده است و باد در ایجاد برف و شبنم یخ‌زده مؤثر است ( الشفاء، 38). و ... .
شگفتیهای برف
همه ما می‌دانیم که ، برف در حقیقت چیزی جز آب یخ زده نیست. اما ، پس چرا از نظر ظاهری ، با یخ تفاوتهای بسیاری دارد؟! در حقیقت در هر دانه برف ، تعداد زیادی بلور یا کریستال یخ وجود دارد و انعکاس نور از تمام رویه‌های این بلورها ، باعث می‌گردد که ، دانه برف سفید رنگ دیده شود. برف هنگامی که بخار آب در جو منجمد می‌شود، تشکیل و سپس باریدن می‌گیرد. بلورهای ریز برف روشن و شفاف‌اند. زیرا در هوا جریانهای گوناگون به حرکت در می‌آیند. هنگامی که این شرایط پدید می‌آید، بلورهای برف در اطراف هسته‌ای جمع می‌شوند. هنگامی که این گروه متشکل از بلورهای برف ، به اندازه کافی بزرگ شدند، شناور گردیده و به سمت پایین حرکت می‌کنند. برخی از این بلورها مسطح ، برخی دیگر سوزنی و یا گرد هستند. اما ، صرفنظر از شکل آنها ، بلورهای برف همواره شش پهلو ، یا زاویه دارند. جالب آنکه شاخه‌های هر دانه برف به تنهایی شبیه هم هستند، اما در هر حالت ، طرز قرار گرفتن شاخه‌ها متفاوت است.
بنابراین حتی دو دانه برف را نمی‌توانید پیدا کنید که مشابه همدیگر باشند. نکته جالب دیگر آن که برف فقط به رنگ سفید نمی‌بارد! در خیلی از نقاط جهان برف قرمز ، سبز و حتی آبی و سیاه رنگ نیز مشاهده شده است. علت این حالت و رنگهای متفاوت ، وجود گرد و غبار ، آلاینده‌های طبیعی یا صنعتی و حتی وجود قارچهای ریز شناور در هواست، که هنگام ریزش برف جمع شده و مخلوط با آن فرو می‌ریزند. چون برف محتوی مقدار زیادی هواست، هادی ضعیفی برای گرما به شمار می‌رود، و این از جمله شگفتیهای بی نظیر برف به شمار می‌رود. در حقیقت به همین علت است که پوششی از برف ، می‌تواند، سبزیهای در حال خواب مزارع را محافظت کند و یا از درختان ، در مقابل سرمای بیش از حد نگهداری کند و اسکیموها را در کلبه‌های برفی امان دهد، در حقیقت برف بزرگترین پشتوانه ، بر زندگی بشر ، در زمینه آبیاری و کشاورزی است.
اما این حقیقت را نیز نباید از نظر دور داشت که ، در روزهای برفی چشمان ما ، ممکن است به شدت آسیب ببینند، و یا بارش برف می‌تواند باعث مسدود شدن راهها ، ایجاد سیلابها و بهمنها و بسیاری مسائل دیگر باشد. همه ساله تعداد زیادی از جانداران و حتی انسانها ، بخاطر سرمای شدید و بارش برف ، جان خود را از دست می‌دهند. خودروها دچار تصادف می‌شوند و خانه‌هایی نیز ویران می‌گردند. البته تمامی این مشکلات ، معمولا به دلیل عدم استفاده صحیح انسانها ، از هوش خرد است. زیرا به نظر می‌رسد که چرخه طبیعت روش خود را برای چرخه آب در میان آسمان و زمین به صورت متعادل دارد، پس این انسانها هستند که باید با پیشگیریهای لازم و محافظت از منابع طبیعی ، همه چیز را در حالت متعادل نگاه دارند!
اسلیت (Sleet)
اگر قطرات در حال ریزش از
ابرها با
لایه هوایی که دارای دمای زیر نقطه انجماد است برخورد کند، اغلب به صورت باران یخ زده یا مخلوطی از آب و برف در می‌آید. این امر حکایت از وارونگی حرارت در لایه‌ای از هوا دارد، هر چند که میزان آن اندک باشد. در انگلستان به مخلوطی از برف و باران و یا برف تا حدود ذوب شده (اسلیت) می‌گویند.
تگرگ (Hail)
تگرگ حاصل حرکات قائم شدید، قطرات باران است که در
طوفانهای رعد و برق مشاهده می‌گردد. در چنین حالاتی ، قطرات آب درون یک
توده هوا در نتیجه حرکات قائم سریع به سطح زیر نقطه انجماد رسیده و به سرعت منجمد شده و با انباشتگی از برف و آب در سطوح مختلف رشد می‌کنند. این چنین حرکات قائم سریع ، به ویژه در ابرهای از نوع کومولونیمبوس بوجود می‌آید که درای سرعت دوازده تا سی متر در ثانیه می‌باشند، بعضاً تگرگ دارای اندازه‌ای در حدود پنج و نیم میلی‌متر و شکلی شبیه به برف را داشته و متشکل از دانه‌های گرد و تیره است و گاهی نیز تگرگ بصورت دانه‌هایی با قطر پنج تا پنجاه میلی‌متر و یا بصورت پارچه‌ای از یخ فرو می‌ریزد.
مباحث مرتبط با عنوان
