Három dolog szükséges a hóvihar kialakulásához.
1. A havazáshoz hideg (fagypont alatti) levegőre van szükség.
Ahhoz, hogy a hó a földre hulljon, a hőmérsékletnek hidegnek kell lennie mind a felhőkben, ahol a hópelyhek képződnek, mind pedig a talaj szintjén. Ha a talajszinthez közeli levegő túl meleg, a hó lefelé menet elolvad, és esőre vagy fagyott esőre változik.2. A felhők és a csapadék kialakulásához nedvességre van szükség.
A levegőben lévő nedvességet vízgőznek nevezzük. A vízfelületen, például egy nagy tavon vagy az óceánon átfúvó levegő kiváló vízgőzforrás. Ahogy a szél mozgatja a levegőt a víz felett, a víz egy része elpárolog a felszínről, és gőz kerül a levegőbe. Ez az oka annak, hogy a “tóhatású hóviharok” és a “Nor’easters” olyan sok nedvességet vesznek fel. A hideg levegő azonban nem képes sok vízgőzt megtartani. Valójában a nagyon hideg levegőből nem sok hó esik.3. A felhők kialakulásához és a csapadékhoz meleg, emelkedő levegőre van szükség.
Hóvihar kialakulásához a meleg levegőnek a hideg levegő fölé kell emelkednie. Ez kétféleképpen történhet. A szelek hideg levegőt húznak az egyenlítő felé a sarkok felől, és meleg levegőt hoznak a sarkok felé az egyenlítő felől. Amikor a meleg és a hideg levegő összeér, front alakul ki, és csapadék keletkezik. A meleg levegő is felemelkedhet felhők és hóviharok kialakulásához, ahogy felfelé áramlik egy hegyoldalon.
Mi a hópehely?
A hópelyhek jégkristályokból állnak. Minden egyes hópehely akár 200 jégkristályból is állhat.
Néhány hókristály szimmetrikus, mint az a típus, amit papírból vágsz ki. Azért alkotnak hatszögletű alakot, mert a vízmolekulák így rendeződnek el, amikor megfagynak. Mások kicsik és szabálytalan alakúak. Ha úgy forognak, mint a csúcsok, miközben a földre esnek, akkor tökéletesen szimmetrikusak lehetnek, amikor a Földre érnek. Ha azonban oldalirányban esnek le, akkor ferde lesz a végeredmény.
Noha a legtöbbjük hatszögletű szerkezetű, a vízmolekulák a víz megfagyásakor olyan sokféleképpen elrendeződhetnek, hogy egyesek szerint nincs két egyforma hópehely. Valószínűleg nincs két olyan hópehely, amelynek molekulái pontosan ugyanúgy helyezkednek el. De hasonlíthatnak egymásra. Sok hókristály olyan, mint az alábbi képen látható kettő. Egyszerű alakjuk van, és hasonlóan néznek ki.
Hogyan alakulnak ki a hópelyhek
A hópelyhek olyan felhőkben alakulnak ki, ahol a hőmérséklet fagypont alatt van (0ºC, azaz 32ºF). A jégkristályok olyan apró porszemek körül alakulnak ki, amelyeket a szél felvisz a légkörbe. Ahogy a hókristályok növekednek, egyre nehezebbé válnak és a Föld felé hullanak. Különböző körülmények között különböző típusú hópelyhek alakulnak ki. A hőmérséklet határozza meg, hogy a kristályok lapos lemez, hosszú oszlop vagy prizma alakúak lesznek-e.
Az átlagosan 10 hüvelyknyi hó körülbelül egy hüvelyknyi vízre olvad le; azonban nem minden hó egyforma. Egyes helyeken nagyon sok hó esik. A New Hampshire-i Mount Washingtonon például csak öt és fél hüvelyknyi januári hó olvad le egy hüvelyknyi vízzé. Ezzel szemben a Colorado állambeli Crested Butte-ban több mint 15 hüvelyknyi januári hó egy hüvelyknyi vízzé olvad.
Más jeges csapadék
A hó nem az egyetlen jégtípus, amely az égből hull! Az alábbiakban más típusokat ismertetünk.
Graupel: Olyan hópelyhek, amelyek jéggel rögződtek be. Ez akkor történik, amikor a hópelyhek lefelé menet áthaladnak egy hűvös felhőn, és a vízcseppek ráfagynak.
Jégszemcsék: Fagyott esőcseppek, más néven havas eső. Általában elég kis méretűek, és a hópelyhekkel ellentétben nem kristály alakúak.
Jégeső: Fagyott esőcsepp vagy graupel, amelyet a zivatar felfelé áramló levegője megakadályoz abban, hogy a földre hulljon. Minél több csepp fagy rá a jégesőre, annál hosszabb időt tölt a jégeső az égen. Amikor végül túl nehéz lesz ahhoz, hogy a felfelé áramló levegő megtartsa, a földre hull, mint a jobb oldali képen láthatóak.