Bụi kim cương

Bụi kim cương (tiếng Anh: diamond dust) là một đám mây trên mặt đất bao gồm các tinh thể băng nhỏ. Hiện tượng khí tượng này cũng được gọi đơn giản là tinh thể băng và được báo cáo trong mã METAR là IC. Bụi kim cương thường được hình thành khi bầu trời quang đãng, vì vậy đôi khi nó được xem như cơn mưa của bầu trời quang đãng. Bụi kim cương thường được quan sát nhiều nhất ở Nam Cực và Bắc Cực, nhưng có thể xảy ra bất cứ nơi nào có nhiệt độ dưới mức đóng băng. Ở các vùng cực của Trái đất, bụi kim cương có thể tồn tại trong vài ngày mà không bị gián đoạn.

Đặc điểm

Bụi kim cương tương tự như sương mù ở chỗ là là một đám mây dựa trên bề mặt. Tuy nhiên, nó khác với sương mù ở hai điểm chính. Nói chung sương mù dùng để chỉ một đám mây gồm nước lỏng (thuật ngữ sương mù băng thường nói đến sương mù hình thành dưới dạng nước lỏng và sau đó đóng băng, và dường như thường xảy ra ở các thung lũng có không khí bị ô nhiễm như Fairbanks, Alaska, trong khi bụi kim cương hình thành trực tiếp  như băng). Ngoài ra, sương mù là một đám mây đủ dày làm giảm đáng kể tầm nhìn, trong khi bụi kim cương thường rất mỏng và có thể không ảnh hưởng đến tầm nhìn (có rất ít tinh thể trong một thể tích không khí so với những giọt nước có trong cùng một thể tích sương mù). Tuy nhiên, bụi kim cương có thể làm giảm tầm nhìn, trong một số trường hợp xuống dưới 600 m (2.000 ft).
Độ sâu của lớp bụi kim cương có thể thay đổi đáng kể từ 20-30m (66 đến 98 ft) đến 300 m (980 ft). Bởi vì bụi kim cương không phải lúc nào cũng làm giảm tầm nhìn, nó thường được nhận ra bởi những tia sáng lóe qua xuất hiện khi các tinh thể nhỏ bé, bay trong không khí, phản chiếu ánh sáng Mặt Trời vào mắt. Hiệu ứng lấp lánh này cũng mang lại cái tên cho hiện tượng vì nó trông giống như nhiều viên kim cương nhỏ đang lóe lên trong không khí.

Sự hình thành

Những tinh thể băng này thường hình thành khi có sự đảo ngược nhiệt độ ở bề mặt và không khí ấm hơn trên mặt đất trộn với không khí lạnh hơn gần bề mặt. Do không khí ấm hơn thường chứa nhiều hơi nước hơn không khí lạnh hơn, nên sự pha trộn này thường sẽ vận chuyển hơi nước vào không khí gần bề mặt, làm cho độ ẩm tương đối của không khí gần bề mặt tăng lên. Khi độ ẩm tương đối gần bề mặt đủ lớn thì tinh thể băng có thể hình thành.
Để tạo thành bụi kim cương, nhiệt độ phải ở dưới điểm đóng băng của nước, 0 °C (32 °F) hoặc băng không thể hình thành hay tan chảy.Tuy nhiên, bụi kim cương không thường được quan sát ở nhiệt độ gần 0 °C (32 °F). Ở nhiệt độ từ 0 °C (32 °F) đến khoảng −39 °C (−38 °F) độ ẩm tương đối tăng lên có thể tạo ra sương mù hoặc bụi kim cương. Điều này là do các giọt nước rất nhỏ có thể duy trì trạng thái lỏng dưới điểm đóng băng, một trạng thái được gọi là nước siêu lạnh. Ở những khu vực có nhiều hạt nhỏ trong không khí, do ô nhiễm của con người hoặc các nguồn tự nhiên như bụi, các giọt nước có khả năng đóng băng ở nhiệt độ khoảng −10 °C (14 °F), nhưng ở những khu vực rất sạch, nơi không có các hạt (hạt nhân băng) để giúp các giọt nước đóng băng, chúng có thể ở dạng lỏng đến −39 °C (−38 °F), tại đó những giọt nước tinh khiết, rất nhỏ sẽ đóng băng. Bên trong bụi kim cương ở Nam Cực khá phổ biến ở nhiệt độ dưới khoảng -25 °C.
Bụi kim cương nhân tạo có thể được tạo ra bởi những cỗ máy tuyết thổi tinh thể băng vào không khí.  Thường có tại các khu nghỉ mát trượt tuyết.

Tính chất quang học

Bụi kim cương thường đi với các quầng sáng như Mặt Trời giả, các cột sáng... Giống như các tinh thể băng trong các đám mây ti hay mây ti tầng, các tinh thể bụi kim cương hình thành trực tiếp như các tinh thể băng hình lục giác đơn giản - trái ngược với những giọt nước đóng băng - và thường hình thành một cách chậm chạp. Sự kết hợp này dẫn đến các tinh thể với hình dạng xác định - thường là các đĩa hoặc cột hình lục giác - giống như lăng kính, có thể phản xạ và/hoặc khúc xạ ánh sáng theo các hướng cụ thể.

Khí hậu

Mặc dù bụi kim cương có thể được nhìn thấy ở bất kỳ khu vực nào trên thế giới có mùa đông lạnh, nhưng nó thường xảy ra nhất ở bên trong Nam Cực, nơi nó phổ biến quanh năm. Schwerdtfeger (1970) cho thấy bụi kim cương đã được quan sát thấy trung bình 316 ngày một năm tại trạm Plateau ở Nam Cực, Radok và Lile (1977) ước tính rằng hơn 70% lượng mưa tại ga Plateau năm 1967 rơi xuống dưới dạng bụi kim cương. Sau khi tan chảy, tổng lượng mưa trong năm chỉ còn 25mm (0,98in).

Báo cáo thời tiết và can thiệp

Bụi kim cương đôi khi có thể gây ra sự cố cho các trạm thời tiết tự động tại sân bay. Ceilometer và cảm biến tầm nhìn không phải lúc nào cũng giải thích chính xác về bụi kim cương rơi và báo cáo khả năng hiển thị bằng không (bầu trời u ám). Tuy nhiên, một người quan sát sẽ nhận thấy chính xác bầu trời quang đãng và tầm nhìn không bị hạn chế. Mã định danh METAR cho bụi kim cương trong các báo cáo thời tiết hàng giờ quốc tế là IC.