Qar dənəsi — yetərli bir ölçüyə çatmış, Yerin atmosferinə qar şəklində düşən tək bir buz kristalı. Hər bir dənə həddindən artıq soyuq olan bulud su damcılarını

Qar dənələri mineral və ya üzvi hissəciklərin ətrafında rütubət ilə doymuş, dondurulmuş hava kütlələrində nüvələşir. Onlar altıbucaqlı formalardakı başlanğıc kristallara yığılaraq böyüyürlər. Birləşən qüvvələr ilk növbədə elektrostatikdir.

Nüvəsi

Nisbətən isti buludlarda nüvə rolunu oynaması üçün damcıda aerozol hissəciyi və ya "buz nüvəsi" olmalıdır (yaxud onunla əlaqəli olmalıdır). Buz nüvələrini yaradan hissəciklər maye bulud damcılarının əmələ gəldiyi nüvələrlə müqayisədə çox nadirdir; lakin onları effektiv edənin nə olduğu məlum deyil. Gil, səhra tozu və bioloji hissəciklər effektiv ola bilər, baxmayaraq ki, bu da kifayət qədər aydın deyil. Süni nüvələrə gümüş yodid və quru buz hissəcikləri daxildir və bunlar bulud toxumunda yağıntıları stimullaşdırmaq üçün istifadə olunur. Təcrübələr göstərir ki, bulud damcılarının "homogen" nüvələşməsi yalnız −35 °C (−31 °F)-dən aşağı temperaturda baş verir.

Böyüməsi

Bir su damcısı buz nüvəsi kimi donduqda, həddindən artıq doymuş bir mühitdə böyüyür - burada maye nəm, dondurma nöqtəsindən aşağı temperaturda tarazlıq nöqtəsindən kənarda buzla birlikdə mövcuddur. Damcı daha sonra havada (buxar) su molekullarının toplandığı buz kristalının səthinə çökərək böyüyür. Su damcıları sayca buz kristallarından qat-qat çox olduğundan, kristallar su damlaları hesabına yüzlərlə mikrometr və ya bir neçə millimetr ölçülərinə çata bilir. Bu proses Vegener-Bergeron-Findeysen prosesi kimi tanınır. Su buxarının müvafiq olaraq olaraq tükənməsi damcıların da buxarlanmasına səbəb olur, yəni buz kristalları damcıların hesabına böyüyür. Bu iri kristallar səmərəli yağıntı mənbəyidir, çünki onlar kütlələrinə görə atmosferə düşürlər və çoxluqlar və ya toplu halında toqquşub bir-birinə yapışa bilərlər. Bu toplular adətən yerə düşən buz hissəciklərinin növü olur. Ginnesin Rekordlar Kitabına görə, dünyanın ən böyük qar dənələrini 1887-ci ilin yanvarında Montana ştatının Fort Kofdakı qar dənələridir və onların eninin 15 düym (38 sm) olduğu iddia edilir - eni üç və ya dörd düym olan lopa dənələr normal ölçüdən xeyli kənardır. Bir dyum ölçüsündə (diametri 17,91 mm) tək kristallar müşahidə edilmişdir. Qar dənələri qraupel kimi tanınan toplar əmələ gətirir.

Görünüşü

Rəngi

Buz özlüyündə şəffaf olsa da, qarın tərkibində olduğu qar dənələrinin kiçik kristal tərəfləri tərəfindən işığın səpələnməsi ilə bütün işıq spektrinin diffuzion əks olunması səbəbindən qar adətən ağ rəngdə görünür.

Forması

Qar dənəsinin forması onun əmələ gəldiyi temperatur və rütubətlə əsaslı şəkildə müəyyən edilir. Nadir hallarda, təxminən −2 °C (28 °F) temperaturda qar dənəcikləri üçtərəfli simmetriyada - üçbucaq qar dənələri əmələ gələ bilər. Qar hissəciklərinin əksəriyyəti simmetrik olaraq təsvir olunsa da, formaları qeyri-müntəzəmdir. Atmosferdə dəyişən temperatur və rütubətdən asılı olaraq müxtəlif sürətlərdə və müxtəlif sxemlərdə böyüyən tipik bir qar dənəciyini təxminən 1019 (10 kvintilyon) su molekulu təşkil etdiyinə görə, eyni formada iki qar dənəciyinin eyni yerdə olması ehtimalı çox azdır. Eyni görünən, lakin molekulyar səviyyədə dəyişə bilən qar dənəcikləri nəzarət edilən şəraitdə meydana gəlir.

Qar dənələri heç vaxt mükəmməl simmetrik olmasa da, yığılmamış qar dənəsinin böyüməsi çox vaxt buzun altıbucaqlı kristal quruluşundan irəli gələn altı qat radial simmetriyaya yaxınlaşır. Bu mərhələdə qar dənəsi ani altıbucaqlı formasına malikdir. Qar dənəsinin altı "qolu" və ya dendriti, özləri də sonra altıbucaqlı künclərin hər birindən müstəqil olaraq böyüyür, hər qolun hər iki tərəfi müstəqil olaraq böyüyürlər. Qar dənəsinin böyüdüyü mikromühit, qar dənəsi buludun içindən düşdükcə dinamik şəkildə dəyişir və temperatur və rütubətdəki kiçik dəyişikliklər su molekullarının qar dənəciyinə yapışma tərzinə təsir göstərir. Mikro-mühit (və onun dəyişiklikləri) qar dənəsinin ətrafında demək olar ki, eyni olduğundan, hər bir qol təxminən eyni şəkildə böyüməyə meyllidir. Bununla belə, eyni mikromühitdə olmaq, hər bir qolun eyni böyüməsinə zəmanət vermir; həqiqətən də, bəzi kristal formaları üçün bu, əsas kristal artım mexanizmi də kristalın hər bir səth bölgəsinin nə qədər sürətlə böyüməsinə təsir etdiyinə görə deyil. Empirik tədqiqatlar göstərir ki, qar dənəciklərinin 0,1%-dən az hissəsi ideal altıtərəfli simmetrik forma nümayiş etdirirlər. Çox nadir hallarda on iki budaqlı qar dənəciyi müşahidə olunur; lakin onlar da altı tərəfli simmetriyanı saxlayırlar.

Qar dənələri müxtəlif mürəkkəb formalarda əmələ gəlir və bu, "onlar eyni deyil" anlayışına səbəb olur. Laboratoriyada təxminən eyni qar dənələri hazırlana bilinsə də, təbiətdə onların eyni formada tapılma ehtimalı çox kiçikdir. Amerikalı metereoloq Vilson Alvin Bentli 1885-ci ildən bəri minlərlə qar dənəsinin mikroskop altında fotoşəkilini çəkərək eyni qar dənələrini tapmaq üçün ilk cəhdlər etmiş və bu gün bizə məlum olan qar dənələrinin geniş variasiyasını yaratmışdır.

Yapon fiziki Ukişiro Nakaya kristal formasını onların əmələ gəldiyi temperatur və rütubət şəraiti ilə əlaqələndirən kristal morfologiya diaqramını işləyib hazırlamışdır. Bu diaqram aşağıdakı cədvəldə ümumiləşdirilir:

Temperatur və su ilə doyma funksiyası kimi kristal quruluş morfologiyası

Temperatur diapazonu	Doyma diapazonu (g/m3)	Qar kristallarının növləri aşağı doymuş	Qar kristallarının növləri yuxarı doymuş
0 °C (32 °F)-dən −3.5 °C (26 °F) qədər	0.0-dan 0.5 qədər	Bərk lövhəvari	Nazik lövhəvari Dendrit
−3.5 °C (26 °F)-dən −10 °C (14 °F) qədər	0.5-dan 1.2 qədər	Bərk lövhəvari Boş prizmavari	Boş lövhəvari İynəvari
−10 °C (14 °F)-dən −22 °C (−8 °F) qədər	1.2-dən 1.2 qədər	Nazik lövhəvari Bərk lövhəvari	Sektorlu lövhəvari Dendrit
−22 °C (−8 °F)-dən −40 °C (−40 °F) qədər	0.0-dən 0.4 qədər	Nazik lövhəvari Bərk lövhəvari	Sütunvari Prizmavari

Qar dənəsinin forması ilk növbədə onun əmələ gəldiyi temperatur və rütubətlə müəyyən edilir. Havanın −3 °C (27 °F) qədər donması planar kristalları (nazik və düz) formalaşdırır. −8 °C (18 °F) qədər soyuq havada kristallar içi boş sütunlar, prizmalar və ya iynələr şəklində əmələ gəlir.−22 °C (−8 °F) qədər soyuq havada formalar yenidən boşqaba bənzəyir, çox vaxt budaqlanmış və ya dendritik xüsusiyyətlərə malikdir. −22 °C (−8 °F) aşağı temperaturda kristallar doyma dərəcəsindən asılı olaraq lövhəşəkilli və ya sütunvari olur. Nakayanın kəşf etdiyi kimi, forma həm də üstünlük təşkil edən nəmin doyma səviyyəsindən yuxarı və ya aşağı olmasının bir funksiyasıdır. Doyma xəttinin altındakı formalar daha möhkəm və kompakt olur. Aşırı dərəcədə doymuş havada əmələ gələn kristallar daha çox naxışlı, zərif və bəzəkli formaya doğru meyl edir. Şəraitdən və buz nüvələrindən asılı olaraq yan səthlər, gülləvari-rozetlər və müstəvi tiplər kimi bir çox daha mürəkkəb böyümə nümunələri də əmələ gəlir. Əgər kristal sütunun böyüməsi rejimində, təqribən -5 °C (23 °F) temperaturda formalaşmağa başlamışdırsa və sonra daha isti boşqababənzər rejimə düşərsə, sütunun sonunda boşqab və ya dendritik kristallar əmələ gəlir və onlar "qapaqlı sütunlar" adlanır.

Maqono və Li 80 fərqli formanı özündə birləşdirən təzə əmələ gələn qar kristallarının təsnifatını hazırlamışlar. Onlar aşağıdakı əsas kateqoriyalarda verilmişdir (simvol ilə):

• İynəvari kristal (N) – Aşağıya bölünür: Sadə və iynələrin birləşməsi
• Sütunvari kristal (C) – Aşağıya bölünür: Sadə və sütunların birləşməsi
• Lövhəvari kristal (P) – Aşağıdakılara bölünür: Bir müstəvidə müntəzəm kristal, uzantıları olan müstəvi kristal, qeyri-müntəzəm sayda budaqlı kristal, 12 budaqlı kristal, qüsurlu kristal, müstəvi budaqların şüalanma toplusu
• Sütunvari və lövhəvari kristallarının birləşməsi (CP) – Aşağıdakılara bölünür: Hər iki ucunda müstəvi kristal olan sütun, müstəvi kristallarla gülləvari, uclarında məkan uzantıları olan müstəvi kristal, uzatılmış yan müstəviləri olan sütunlu kristal (S) - Aşağıdakılara bölünür: Yan müstəvilər, miqyaslı yan tərəflər, yan tərəflərin, gülləvari və sütunvari kristalların birləşməsi
• Çərçivəli kristal (R) – Özlüyündə bölünür: Haşiyələnmiş kristal, sıx çərçivəli kristal, qraupel şəkilli kristal, qraupel
• Qeyri-müntəzəm qar kristalı (I) – Aşağıdakılara bölünür: Buz zərrəsi, çevrəli hissəcik, qırıq kristal parçası, digər müxtəlif növlər
• Qar kristalı rüşeymi (G) - Aşağıdakılara bölünür: Ani sütunvari, skelet formalı rüşeym, ani altıbucaqlı lövhə, ani ulduz kristalı, lövhələrin ani yığını, nizamsız rüşeym

Onların hər birini mikroqraflarla sənədləşdiriliblər.

Yerdə Mövsümi Qarın Beynəlxalq Təsnifatı, qar kristallarının torpağa çökdükdən sonra təsnifatını təsvir edir ki, bunlara dən forması və dən ölçüsü daxildir. Sistem həm də qar örtüyünü xarakterizə edir, çünki fərdi kristallar metamorfozlaşır və bitişir.

Qar dənəsi çox vaxt Milad mövsümündə, xüsusən də Avropa və Şimali Amerikada istifadə olunan ənənəvi mövsümi təsvir və ya motivdir. Xristian bayramı kimi Milad, xristian inancına görə bəşəriyyətin günahlarını kəffarə edən İsanın təcəssümüdür; belə ki, Avropa və Şimali Amerika Milad ənənələrində qar dənələri paklığı simvolizə edir. Qar dənələri də ənənəvi olaraq Milad bayramı zamanı tez-tez baş verən "Ağ Milad" havası ilə əlaqələndirilir. Həmin vaxt bir kağız parçasını bir neçə dəfə qatlamaq, qayçı ilə naxış kəsmək və sonra onu açmaqla kağızdan qar dənəcikləri hazırlamaq kifayət qədər məşhurdur. Yeşaya Kitabı günahların kəffarəsinə istinad edir ki, bu da onların Allah qarşısında “qar kimi ağ” görünməsinə səbəb olur (Yeşaya 1:18).

Qar dənələri tez-tez qış və ya soyuq şəraiti təmsil edən simvollar kimi də istifadə olunur. Məsələn, sərt qış şəraitində avtomobil yolunda dartma qabiliyyətini artıran təkərlərin üzəri qar dənəsi ilə işarələnir. Stilləşdirilmiş qar dənəciyi 1968 Qış Olimpiya Oyunları, 1972 Qış Olimpiya Oyunları, 1984 Qış Olimpiya Oyunları, 1988 Qış Olimpiya Oyunları, 1998 Qış Olimpiya Oyunları və 2002 Qış Olimpiya Oyunlarının embleminin bir hissəsi olmuşdur.

Kanada ordeni (milli şərəf sistemi) üçün istifadə edilən altı guşəli stilizə edilmiş altıbucaqlı qar dənəsi kanadalıların şimal irsini və müxtəlifliyini simvolizə etmək üçün gəlib.

Heraldikada qar dənəsi yükü stilizə edir. Unicode-da üç müxtəlif qar dənədi simvolu kodlaşdırılıb: "qar dənədi" U+2744 (❄); U+2745 (❅) səviyyəsində "sıx üçyarpaqlı qar dənəsi"; və U+2746-da (❆) "ağır şevronli qar dənəsi".

Vilson Bentli tərəfindən çəkilmiş seçmə fotoşəkillər (1865–1931):

• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 

• Kenneth G. Libbrecht. Ken Libbrecht's Field Guide to Snowflakes. Voyageur Press. 2006. ISBN 978-0-7603-2645-9.