Snášejí se dolů z oblaků jako malé ledové klenoty mocné paní Zimy. Chvíli tančí nad krajinou a pak neomylně zamíří za náš krk, věnují mu studený polibek a zmizí v nenávratu. Mají mnoho různých tváří, kterými v minulosti uchvátily nejednoho velikána vědy.
Sněhové vločky patří k zimě stejně neodmyslitelně jako snášející se listí k podzimu. Než skončí za límcem kabátu či na studené zemi, urazí dlouhou cestu, která jí s pomocí několika fyzikálních faktorů vtiskne konečnou podobu.
Vzhůru k zemi
Vše začíná ledovými krystalky, základním stavebním materiálem vloček. Ty vznikají ve vysokých stupních atmosféry, několik kilometrů nad zemí, v teplotách pod bodem mrazu, postupným ochlazováním a srážením stoupající páry.
To by však samo o sobě nestačilo. Stejně jako perlorodka potřebuje uvízlý kamínek či zrnko písku, které postupně obalí perletí, nevznikne vločka bez mikroskopického zrnka prachu či pylu, kolem kterého se může vodní pára srážet a krystalizovat.
Tehdy dostává vločka svůj základní šestiúhelníkový tvar – molekuly vody nabízejí šest směrů, kterými se mohou rozrůstat. Prvotní velikost ledových krystalků se pohybuje mezi 10 až 12 mikrometry. Jsou ale neustále v pohybu, vzájemně do sebe narážejí, shlukují se a spojují, čímž narůstají jednotlivá ramena (spadlé vločky běžně dosahují velikosti 2 až 5 milimetrů).
Kdo vyrobí sněžnou krajku?
Jakmile jsou vločky těžké tak, že je vzdušné proudy nejsou schopny v oblaku udržet, začne sněžit. Vločky se začínají snášet k zemi. Cestou do sebe opět narážejí, spojují se a vzájemně se ničí. Mimo to však také neustále zdokonalují svou fazonu.
Tu určují například okolnosti, za kterých se utváří – výška oblaku a teplota v něm. Do konečného tvaru a velikosti je pak vykreslí podmínky, za kterých se snášejí k zemi. Sušší vzduch je ideálním architektem plochých tvarů, vyšší vlhkost zase vločce přidává na objemu a jako zručný malíř ji vyzdobí vzory připomínajícími sněžné krajky.
Někdy s foukajícím větrem tancují ve spirále a jejich cesta se tak stává delší a pomalejší. Zato jsou pak větší, protože mají víc času se shlukovat. Tvar a velikost pak určí, jaká rychlost bude na tachometru v okamžiku jejich jízdy k zemi.
Ta může být různá – od dvou až po patnáct kilometrů za hodinu. Ty největší sněhové vločky dopadají k zemi při minus jednom stupni Celsia.
Pražské vločky
Prvním, kdo si s perem v ruce nad vločkami začne lámat hlavu, je německý matematik, astrolog a astronom Johannes Kepler (1571–1630), který v roce 1611 vydá spisek nazvaný O šestiboké sněhové vločce (De nive sextangula). Jelikož v letech 1600–1612 působí v Praze na dvoře Rudolfa II. (1552–1612), je dost možné, že vločky, které se staly předmětem jeho zkoumání, pocházejí právě z domácí metropole. Kepler strukturu uspořádání ledových krystalků přirovnává k buňkám v plástvi či semínkům v granátovém jablku.
Odpověď na otázku, proč tomu je, ale nenajde. Jeho kolega, francouzský filozof, matematik a přírodovědec René Descartes (1596–1650), stráví v únoru roku 1635 několik dnů v Amsterodamu, kde se prodírá bílou peřinou.
Má štěstí, při svém pozorování spatří i vzácné hranolky, zakončené šestilistými růžicemi – tvar, se kterým se i zkušení pozorovatelé setkají jednou či dvakrát v životě.
Žádný člověk by nedokázal odvést tak přesnou práci…
„Nejvíce mě udivilo, když jsem si mezi vločkami, jež padaly ke konci, povšiml několika takových, jež měly po obvodu šest zoubků, jako by to bylo kolečko vyrobené hodinářem… Nazítří ráno jsem spatřil malé ledové šupinky, velmi tenké, vyhlazené, průsvitné, a přitom vytvarované do dokonalého šestiúhelníku; žádný člověk by nedokázal odvést tak přesnou práci,“ sdílí pak s veřejností své dojmy v knižně vydaném podrobném popisu morfologie sněhových vloček.
První detailní snímek sněhové vločky vznikne před 130 lety. V roce 1885 ho pořídí mladý fotograf z Vermontu Wilson „Vločka“ Bentley (1865–1931).
Maličké zázraky nekonečné krásy
Za svůj život jich zaznamená více než 5 000. Nazývá je poeticky „maličkými zázraky nekonečné krásy“. Každou vločku nejprve zachytí na dřevěnou černou tabulku, odkud ji přenese dřívkem na mikroskopické sklíčko.
Láska ke sněhu se mu však nakonec stane osudnou. Procházkou ve sněhové vánici před Vánoci roku 1931 si přivodí zápal plic, kterému den před Štědrým dnem podlehne. Nedožije se tak dalšího důležitého roku v příběhu sněhové vločky – tedy roku 1954, kdy Japonec Ukičiro Nakaya (1900–1962) vydává knihu Snow Crystals: Natural and Artificial.
Jaderný fyzik je první, kdo vytvoří sněhové vločky v laboratorních podmínkách. Vytvoří také první systematickou klasifikaci sněhových krystalů, ve které popisuje 41 různých typů.