எங்கும் பனிமழை பொழிகிறது!

கடந்த சில வாரங்களுக்குள் இரு தடவைகள் லண்டனில் பனிமழை பொழிந்தது. முதல் தடவை சுமார் ஓர் அங்குல அளவுக்கும் இரண்டாவது தடவை சுமார் ஐந்து அங்குல அளவுக்கும் இந்தப் பனிமழை பொழிந்திருந்தது. அவ்வளவுதான் லண்டனின் அத்தனை போக்குவரத்து சாதனங்களும் பெருமளவுக்குப் பாதிக்கப்பட்டன. இது ஒன்றும் புதிது இல்லை. லண்டனில் பனிமழை பொழிவது குறைவு. அதனால், லண்டன் எப்பொதுமே பனிமழைக்குத் தன்னைத் தயாராக்கி வைத்திருப்பதில்லை. எப்போது பனிமழை பொழிந்தாலும் போக்குவரத்துப் பாதிக்கப்படுதல் வழமையாகிவிட்டது. யாராவது ரயில் அலுவலர்களைக் கேட்டால் பிழையான வகைப் பனிமழை பொழிந்துவிட்டது என்பார்கள்!

பனிமழை எப்படி உருவாகிறது? பனிமழைகளில் எத்தனை வகை உண்டு? ஏன் இவ்வாறு வெவ்வேறு வகையான பனிமழைகள் பொழிகின்றன? இந்தக் கேள்விகளுக்கான விடைகளை இந்தப் பதிவிலே பார்ப்போம்.

பனிமழையும் சாதாரண மழையைப் போலவே, நீர் ஆவியில் தனது பயணத்தை ஆரம்பிக்கிறது. சமுத்திரம், ஏரிகள், ஆறுகள் போன்றவற்றிலிருந்து ஆவியாகும் நீர் காற்றினில் கலந்து விடுகிறது. ஆவியுடன் சேர்ந்த காற்றுக் குளிர்ச்சியடையும்போது, ஒரு கட்டத்தில் காற்றினிடையே இருக்கும் நீராவி நீராக மாறும். இந்த நிகழ்வு பூமிக்கு அண்மையாக நடந்தால், புற்களிலே பனித்துளிகளாகக் காட்சியளிக்கும். இதுவே பூமியிலிருந்து மிக உயரத்தில் நிகழ்ந்தால், தூசித்துகள்களிலே படிந்து முகிலாக மாறுகிறது. முகிலென்பது கணக்கிட முடியாதளவு நுண்ணிய நீர்த்துளிகளின் சேர்க்கை. இதில் ஒவ்வொரு நீர்த்துளியின் நடுவிலும் ஒரு துகள் இருக்கும். குளிர்காலத்தில், வெளிவெப்பநிலை நீர் உறைந்து விடக்கூடியதற்கும் குறைவாக இருந்தாலும் பனிமழை பொழியவல்ல முகில்கள் நீர்த்துளிகளையே பெரும்பாலும் கொண்டிருக்கும். ஆனால், மேலும் மேலும் வெப்பநிலை குறைய ஒரு கட்டத்தில், அதாவது -10C அளவில், இந்நீர்த்துளிகள் உறைய ஆரம்பிக்கும். இவ்வாறு உறைவது மிக மெதுவாகவே நடைபெறும்.

பனிமழை என்பது உறைந்த நீர்த்துளிகளின் மழை அல்ல. இப்படி நிகழ்வதுண்டு. ஆனால் அது பனிமழை அல்ல. முகில்களில் நீர்த்துளிகள் உறைந்துபோய் இருப்பதில்லை. அவை கீழே விழும்போது உறைந்து வெறுமனே சிறிய பனிக்கட்டிகளாகப் பொழியும். அப்படியானால், பனிமழையில் கீழே விழும் பனிப்பூக்கள் எப்படி உருவாகின்றன?

முகிலிடையேயுள்ள ஒரு குறிப்பிட்ட நீர்த்துளி உறைகின்றபோது, அது ஒரு நுண்ணிய பனிக்கட்டியாக மாறும். அதனைச் சுற்றி ஏனைய நீர்த்துளிகள் இருக்கும். அந்தப் பனிகட்டியைச் சுற்றியுள்ள நீராவி அதன் மேற்பரப்பில் உறையத் தொடங்கும்போது, அந்தப் பனிக்கட்டி வளர ஆரம்பிக்கிறது. இதுவே பனிப்பூவாக உருவாகிறது. பனிக்கட்டி மேலும் வளர வளர மீதமுள்ள நீர்த்துளிகள் ஆவியாகி இன்னும் கூடுதலாக நீராவியைக் காற்றில் சேர்க்கின்றன. நீராவி பனிப்பூவின் மேல் படர்ந்து அது மேலும் வளரும். இவ்வாறே முகிலினுள் பனிப்பூக்கள் உதிக்கின்றன.

பனிப்பூக்கள் நிறமற்றவை, கண்ணாடி போல. ஆனால், அவற்றின் மேற்பரப்பு சிறியளவு ஒளியைத் தெறிப்படைய வைக்கும். ஒரு பனிக்குவியல் இருக்கும்போது, அதிலுள்ள அத்தனை பனிப்பூக்களும் சிறியளவு ஒளியைத் தெறிக்கச் செய்வதால், அதிலிருந்து ஒளிக்கற்றைகள் எல்லா இடமும் சிதறி விழும். நாம் அவற்றைப் பார்க்கும் போது எல்லா நிறங்களும் தெரிவதால் அந்தக் குவியல் வெள்ளை நிறமாகத் தெரியும். இதே காரணத்தினாலேயே சர்க்கரையும் உப்பும் வெள்ளையாகத் தெரிகின்றன. உண்மையில் பனிப்பூக்கள் மிகச் சிறியளவு ஒளியை உள்வாங்கிக் கொள்கின்றன. அதிலும் சிவப்பு நிறக் கதிர்களைக் கொஞ்சம் கூடுதலாகவே உறிஞ்சிக் கொள்கின்றன. அதனாலே தான் பனிப்பூக்கள் கொஞ்சம் நீலநிறங் கொண்ட வெண்மையாக இருக்கின்றன.

பொதுவாக, பனிப்பூக்கள் ஆறு உறுப்புகளைக் கொண்டிருக்கும் (கட்டாயம் என்றில்லை; கீழே வேறு பல வடிவங்களைக் காணலாம்). இதற்குக் காரணம், பனிப்பூக்களின் மூலப்பொருள்தான்: பனிக்கட்டி. இதனது பளிங்குக் கட்டமைப்பு அறுகோண வடிவமுடையது. நீர் மூலக்கூறுகள் அறுகோணக் கட்டமைப்பில் மேலும் மேலும் இணைந்து கொள்ளும்போது அறுகோணவடிவான உருளைகள் கிடைக்கின்றன. இவ்வுருளைகளின் ஒவ்வொரு மூலையிலும் நீர் மூலக்கூறுகள் மேலும் இணைந்து கொள்ள ஆறு உறுப்புகள் வளர்ச்சியடைகின்றன.

பனிப்பூக்களில் மிக எளிமையான வடிவமுடையது அறுகோண உருளைகள்தான். இரு அறுகோண வடிவம் கொண்ட அடித்தளமும் முடித்தளமும் மற்றும் ஆறு முகங்களையும் கொண்டதாக இவை அமைந்திருக்கும். இவ்வகைப் பனிப்பூக்கள் தட்டையானவையாகவோ அல்லது நீண்ட தம்பம் போன்றவையாகவோ இருக்கலாம். பனிப்பூக்கள் வளர ஆரம்பத்தில் பனிமழை பொழிந்தால், அவை இந்த எளிமையான வடிவைத் தான் கொண்டிருக்கும். அவை மேலும் வளரும்போது அவற்றினது மூலைகளிலிருந்து கிளைகள் உருவாகின்றன. இதன் மூலம் பல சிக்கலான வடிவங்கள் தோன்றுகின்றன.

இவ்வகையான வடிவங்கள் எந்த எந்த நிலைமைகளில் தோன்றுகின்றன என்ற விபரத்தைக் கீழ்க் காணும் வரைபடத்திலிருந்து காணலாம். மெல்லிய தட்டு வடிவங்களும் தாரவை வடிவங்களும் -2C வெப்பநிலையளவில் உருவாகின்றன. தம்பம் வடிவானவையும் நீண்ட ஊசி போன்றவையும் -5C வெப்பநிலையில் வளர்கின்றன. தட்டு வடிவங்களும் தாரவை வடிவங்களும் -15C வெப்பநிலையளவில் மீண்டும் தோன்றுகின்றன. தட்டும் தம்பமும் சேர்ந்த வடிவங்கள் -30C வெப்பநிலையளவில் உருவாகின்றன. மேலும், ஈரப்பதன் குறைவாக இருக்கும்போது, பனிப்பூக்கள் பொதுவாக எளிமையானவையாகக் காணப்படுகின்றன. ஈரப்பதன் அதிகரிக்கும்போது, பனிப்பூக்களின் சிக்கலான வடிவங்கள் தோன்றுகின்றன.

ஒன்று மட்டும் நினைவில் வைத்திருங்கள்: இங்கே படங்களில் உள்ள பல படிகங்கள் சமவடிவாக இருக்கின்றன. ஆனால் உண்மையில் பனிப்பூக்கள் இவ்வாறு மிக அழகாக சம வடிவாக இருக்கமாட்டா.

[Snowflake Pictures: Published with permission from Prof Kenneth G. Libbrecht of California Institute of Technology]