Atmosferdeki kar şu alt bölümlere ayrılabilir buz kristalleri ve kar taneleri. Buz kristalleri genellikle donma noktasının önemli ölçüde altındaki sıcaklıklarda buz çekirdekleri . -40 ° C’nin (-40 ° F) altındaki su buharı, bir çekirdek olmadan katılaşabilir. Kar taneleri , sonsuz çeşitlilikte şekillerde, özellikle suyun donma noktasına yakın sıcaklıklarda görülen buz kristalleri kümeleridir .
İngiliz terminolojisinde, sulu kar tanımlamak için kullanılan bir terimdir çökelmesini kar ve yağmura düştüğü gibi birlikte ya da kar erimesi. Amerika Birleşik Devletleri’nde, kısmen donmuş buz peletlerini belirtmek için kullanılır.
Kar kristaller genellikle, genellikle güzel karmaşık şekillere sahip altıgen bir desene sahiptir. Bazen üç ve 12 dallı formlar ortaya çıkar. Atmosferik buz kristallerinin altıgen formu, değişen boyut ve şekline rağmen oksijen atomlarının altıgen simetrik yapıya sahip açık bir kafes (ağ) oluşturduğu bir iç düzenlemenin dışa doğru bir tezahürüdür . Yakın zamanda Uluslararası kabul görmüş bir sınıflandırmaya göre , yedi tür kar kristali vardır tabaklar, yıldız sütunlar iğneler, mekansal dendritler başlıklı sütunlar ve düzensiz kristaller. Kar kristallerinin boyutu ve şekli esas olarak bağlıdır sıcaklığında bunların arasında oluşumu ve kullanılabilir su buharı miktarına birikmesi . İki temel etki bağımsız değildir; Havanın olası su buharı katkısı, sıcaklık azaldıkça güçlü bir şekilde azalır. Buhar basıncı olarak denge saf buz düz bir yüzeyi ile, ya da denge durumu, -42 ° C (-44 ° F) ‘de daha az -2 ° C (28 ° F), 50 kat daha büyük, kar olası limitleri havada oluşum. Oluşum sırasındaki kristal şekli ve sıcaklık tablo.
Yaklaşık -40 ° C (-40 ° F) üzerindeki sıcaklıklarda kristaller, havada yüzen çok küçük boyutlu çekirdeklerde oluşur (heterojen çekirdeklenme ). Çekirdekler ağırlıklı olarak karasal kökenli silikat minerallerinden , özellikle kil minerallerinden ve mikalardan oluşur . Daha düşük sıcaklıklarda, doğrudan su buharından buz oluşabilir (homojen çekirdeklenme ). Atmosferik su buharının etkisi esas olarak buza göre süperdoyma derecesine bağlıdır.
Havada fazla miktarda su buharı varsa, kar parçacıkları hızla büyür ve dendritik (dallanma) büyüme eğilimi olabilir. Düşük sıcaklıkta, fazla su buharı küçük olma eğilimindedir ve kristaller küçük kalır. Nispeten kuru katmanlarda, kar partikülleri genellikle basit formlara sahiptir. Karmaşık kristal formları, bazen 100 kristalden oluşan kar taneleri oluşturmak için diğerleriyle birlikte tutunacaktır; bu tür pulların çapı 2,5 cm (1 inç) kadar büyük olabilir. Bu işlem, kristaller donma noktasına yakınsa ve ıslaksa, muhtemelen yetersiz soğutulmuş su damlacıklarıyla çarpışarak daha da ilerletilecektir. Bir kristal bulutun içine düşerseçok sayıda bu tür damlalarla, bazılarını süpürür. Buzla temas ettiklerinde donarlar ve kristalin etrafında bir buz örtüsü oluştururlar. Bu tür parçacıklara yumuşak dolu veya graupel denir.
Kar parçacıkları oluşturan saçaklı tip yani Cirrus, Cirrostratus ve Alto Çeşidi cirrocumulus-ve çok sayıda bulutlar bulutları. Buz ve kar bulutları normalde yalnızca donma noktasının birkaç derece altındaki sıcaklıklarda oluşur; -20 ° C’de (-4 ° F) baskındırlar. Ilıman ve düşük enlemlerde bu bulutlar troposferin daha yüksek katmanlarında meydana gelir. Tropikal bölgelerde 4.570 metrenin (15.000 fit) altında hemen hemen hiç görülmezler. Yüksek dağlarda ve özellikle kutup bölgelerinde, yüzeye yakın yerlerde meydana gelebilir ve buz sisi olarak görünebilirler. Yere yakın soğuk havanın üzerine daha sıcak hava gelirse (çok yaygın bir durumkutup bölgeleri , özellikle kışın), sınırdaki karışım soğuk havada aşırı doygunluğa neden olur. Küçük buz sütunları ve iğneler,”Elmas tozu” oluşacak ve bulutsuz bir gökyüzünden bile ışıl ışıl parlayacak. Yüzeye yakın sıcaklıkların ortalama olarak -50 ° C’nin (-58 ° F) altında olduğu ve nadiren -30 ° C’nin (-22 ° F) üzerinde olduğu Antarktika’nın en soğuk bölgelerinde, elmas tozu oluşumu yaygın bir olaydır. . Yüzen ve düşen buz kristalleri, Güneş ve Ay ışığında atmosferik optikler , haleler , yaylar, daireler, sahte güneşler, bazı koronalar ve yanardöner bulutların çeşitli fenomenlerini üretir . Farklı optik görünümlerin çoğu, kristallerin şekilleri ve ışık kaynağına göre konumlarıyla açıklanabilir.
Ilıman enlemlerdeki orta ila şiddetli yağmurların çoğu, bulutlarda buz ve kar parçacıklarının varlığına bağlıdır. Serbest atmosferde, sıvı su damlacıkları önemli ölçüde yetersiz soğutulabilir; tipik buz bulutları esas olarak -20 ° C’ye yakın bir sıcaklıkta ortaya çıkar. Donma noktasının altındaki özdeş bir sıcaklıkta, su molekülleri sıvı halde olduğundan daha katı halde tutulur. Gaz halindeki fazın denge basıncı , buzla temas halinde suyla olduğundan daha küçüktür. Tipik buz bulutlarının (cirrus) oluşum sıcaklığı olan -20 ° C’de, az soğutulmuş suya göre denge basıncı bağıl nem Yüzde 100 buzla temas halindeki su buharının denge basıncından yüzde 22 daha fazladır. Bu nedenle, denge durumunun ötesinde fazla su buharı ile, buz parçacıkları daha fazla su buharı içerme ve su damlacıklarından daha hızlı büyüme eğilimindedir.
Daha büyük olan ve sürtünme nedeniyle daha az geciken buz parçacıkları daha hızlı düşer . Düşüşlerinde, temas halinde donmuş olan bazı su damlacıklarını süpürürler. Böylece, başlangıçta birkaç buz kristali içeren az soğutulmuş sudan oluşan bir bulut tabakası bir buz bulutuna dönüşür. Yükselen bir kümülonimbus bulutunun tepesinde örs şeklinin gelişimi, bu dönüşümü çok açık bir şekilde göstermektedir. Daha büyük buz parçacıkları, buluttaki havanın yükselme eğiliminin üstesinden daha kolay gelir. Daha düşük seviyelere düşerek büyürler, diğer kristallerle ve muhtemelen su damlalarıyla bir araya gelirler, yüzeye yakın sıcaklıklar izin verdiğinde erirler ve yağmur damlaları oluştururlar.
