WRÓĆ DO STRONY
GŁÓWNEJ
Nauka

Lawina w pudełku czyli eksperymenty z mechaniką śniegu

Jak powstaje lawina śnieżna? Na to pytanie starają się odpowiedzieć naukowcy z Montana State University, z pieczołowitością odtwarzając zjawisko w swoim laboratorium niskich temperatur.

Inicjatywę zainspirowała niewielka lawina, której świadkiem był David Walters, pomysłodawca przedsięwzięcia. Podczas pomiarów terenowych w Yellowstone Club jeden z członków zespołu zjechał na nartach po bardzo łagodnym zboczu, pociągając za sobą masy śniegu. Na szczęście obsunięcie było zaledwie dziewięciometrowe i nic nikomu się nie stało, jednak Davida zaintrygowało, że w ogóle miało miejsce. Wedle szwajcarskiego Instytutu Badania Śniegu i Lawin w Davos, stoki o nachyleniu mniejszym niż 30są uznawane za bezpieczne.

Powstawaniu lawiny sprzyjają mroźne, lecz pogodne dni. Promienie słońca penetrują śnieg do kilku centymetrów w głąb i ogrzewają go. Jednocześnie na powierzchnię działa zimne powietrze. Wytworzona różnica temperatur dąży do wyrównania – para wodna z wnętrza przemieszcza się ku górze, zamarzając w formie igiełek. Tak powstała struktura, choć ułatwia cyrkulację ciepła, jest bardzo wrażliwa na uszkodzenia mechaniczne i naukowcy nazywają ją warstwą słabą. Na tym kruchym pancerzu zbiera się śnieg z kolejnych opadów, często bardzo spoisty (z uwagi na miniaturowe połączenia między płatkami), mogący zasypać całe zbocze góry. Wystarczy niewielki nacisk i lodowa powłoka zapada się, a spoczywający na niej lepki śnieg ześlizguje się, wywołując reakcję łańcuchową i pociągając za sobą wielkie masy.

SubzeroLab_AbbyKentR
Laboratorium, w którym David Walters i Tony Lebaron przeprowadzają symulacje lawin.

David Walters i Tony Lebaron spędzają dużo czasu na świeżym powietrzu, obserwując warunki pogodowe sprzyjające tworzeniu się warstw słabych. W gromadzeniu informacji pomagają im członkowie patroli narciarskich z regionu Big Sky w Montanie, codziennie dostarczając notatek o formacjach śnieżnych. Później, na podstawie tych danych, badacze odtwarzają w laboratorium stopień nasłonecznienia i temperaturę powietrza z określonych dni. Po pewnym czasie śnieg ulega przekształceniom, a David i Tony wycinają próbki i badają jego strukturę za pomocą mikrotomografu, przetwarzając skany na trójwymiarowy obraz komputerowy. Po wyłączeniu lamp do naświetlania, naukowcy symulują dodatkowe opady lub nawiewy śniegu lepkiego, na który następnie naciskają, a kamery rejestrują, jak warstwy i ich poszczególne cząstki oddziałują na siebie w momencie załamania.

Analiza właściwości śniegu w różnych warunkach pozwoli na trafniejsze prognozy lawinowe. Patricia Curley, współpracowniczka Waltersa, pracuje nad projektem wykorzystania cyfrowych map terenów (na przykład Google Earth) i danych pogodowych do oszacowania najbardziej podatnych na wytworzenie się warstwy słabej miejsc na stokach. Sam David wyraża nadzieję, że za jakiś czas ich dziedzina nauki będzie w stanie precyzyjnie, za pomocą liczb, określać stopień zagrożenia lawiną, łącznie z ciężarem, który mógłby ją wywołać.

Źródło: Nautil.us; Zdjęcia: Abby Kent / Nautil.us