Цю статтю потрібно повністю переписати відповідно до стандартів якості Вікіпедії. Ви можете допомогти, переробивши її. Можливо, сторінка обговорення містить зауваження щодо потрібних змін.(квітень 2020)
Дифракція кольорового фону, сніжинка в процесі кристалізації. Крижані кристали на замерзлому ставку Крижані кристали
Кристали льоду — це твердий лід, з атомним упорядкуванням на різних ділянках довжини, включаючи гексагональну сингонію, гексагональні пластини, дендритні кристали та крижаний туман (в коді METAR він зазначений як IC)[1]. При стандартному атмосферному тиску та при температурі близько 0 ° C кришталь льоду зазвичай приймає форму листів або площин атомів кисню, з’єднаних у ряд відкритих шестикутних кілець. Вісь, паралельна гексагональним кільцям, називається віссю С (англ.c-axis) і збігається з оптичною віссю (англ. Optical axis) кристалічної структури[2][3].
Формування
Діедральна форма зумовлена молекулярною структурою льоду[4], процес утворення якої формується шляхом осіданням водяної пари на крижаний кристал[5]. Залежно від температури навколишнього середовища, вологості та географічного положення кристалів що знаходяться в процесі утворення сніжинки, крижані кристали можуть рости від початкової шестикутної призми до інших численних симетричних форм. Можливі форми для кристалів льоду — це стовпчики, голки, пластини та дендрити[5]. Якщо кристал мігрує в регіони планети з різними умовами навколишнього середовища, схема утворення може змінюватися, і кінцевий кристал буде мати змішані структури.
Кристали льоду, як правило, осідають, якщо їх основна вісь розташована уздовж горизонталі. Цей процес відображається з допомогою метеорологічного радару із підвищеними (позитивними) значеннями диференціальної відбивної здатності (поляриметричний погодний радіолокаційний підпис, англ. POLDIRAD)[6]. У наелектризованих кристалах льоду під час грози спостерігається переорієнтація осей, в результаті якої їх положення стає відмінним від горизонтальних. Наелектризовані кристали льоду добре виявляються метеорологічними радарами[7].
Температура і вологість також впливають на утворення різноманітних кристалічних форм[8]. Завдяки кристалам льоду в атмосфері спостерігаються оптичні явища, наприклад таке як гало[9].
Крижані хмари складаються з кристалів льоду, найпомітнішими з яких є перисті хмари, перисто-шаруваті і крижаний туман. Невелике «відбілювання» чистого блакитного неба, спричинене наявністю кристалів льоду високо в тропосфері, може бути ознакою того, що наближається погодний фронт (дощу або снігових опадів), оскільки вологе повітря переноситься на вищій рівень атмосфери і замерзає до кристалів льоду.
Крижані гранули — це різновид перетворення крижаних кристалів в процесі формування опадів, що складається з невеликих напівпрозорих кульок льоду. Гранули льоду менші за град, який утворюються при грозі за теплих погодних умов, а не взимку, і відрізняються від крупи («м’який град»), який утворений з морозної білої паморозі, та від суміші дощу та снігу, яка є рідкою або напівтвердою речовиною. Гранули льоду часто підстрибують, потрапляючи на землю або інші тверді предмети, із характерним «цокаючим» звуком при ударі по таких предметах, як куртки, лобове скло і сухе листя, порівняно із тихими бризками крапель дощу. Ці кульки, як правило, не замерзають у тверду масу, якщо вони не змішуються з морозним дощем[1].
Геометрія
V-подібне розташування атомів в молекулі води, складається з одного атома кисню (червоного) та двох атомів водню (сірого).
При температурі навколишнього середовища і атмосферному тиску молекули води мають V-подібну форму[10]. Два атома водню зв'язуються з атомом кисню під кутом близьким до 105°. Молекула води складається з одного атома кисню та двох атомів водню. Ця конфігурація обумовлена позитивно зарядженими атомами водню і негативни зарядженим атомом кисню[11].
Квадратні кристали льоду утворюються при кімнатній температурі при стисненні між двома шарами графену. Матеріал являє собою нову кристалічну фазу льоду, що приєднується до 17 інших. Дослідження, отримане з попереднього відкриття, що водяна пара і рідка вода можуть проходити через шаруваті листи оксиду графену, на відміну від менших молекул, таких як гелій. Вважається, що цей ефект визначається силою Ван-дер-Ваальса, яка може сягати більше 10 000 атмосфер[11].
