তুষারকণা

তুষারকণা হলো একটি একক বরফের স্ফটিক যা পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের মধ্য দিয়ে তুষার হিসেবে নিপতিত হওয়ার জন্য যথেষ্ট বড়। স্বচ্ছ বরফ দিয়ে তৈরি হলেও তুষার সাদা রঙের দেখায়। এর কারণ তুষারকণার অনেক ছোট স্ফটিকের ধারগুলো সূর্যালোকে বিক্ষিপ্তভাবে ছড়িয়ে দেয়।
প্রতিটি তুষারকণা একটি ক্ষুদ্র কণার চারপাশে তৈরি হতে শুরু করে যাকে তার নিউক্লিয়াস বা কেন্দ্র বলা হয়। এটাতে পানির ফোঁটা জমা হয় যা জমাট বাঁধে এবং ধীরে ধীরে একটি স্ফটিক তৈরি করে। বায়ুমণ্ডলের বিভিন্ন তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতা অঞ্চলের মধ্য দিয়ে তুষারকণা চলাচলের সময় জটিল আকৃতির আবির্ভাব ঘটে এবং অন্যান্য তুষারকণার সাথে মিলিত হয়। এই কারণে তুষারকণাগুলি একে অপরের থেকে খুব আলাদা দেখায়। তবে এগুলিকে আটটি বিস্তৃত শ্রেণীবিভাগে এবং কমপক্ষে ৮০টি পৃথক রূপে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। বরফের স্ফটিকের প্রধান আকার 'সূঁচ", "স্তম্ভ", "প্লেট" এবং "রিম" আকৃতির সংমিশ্রণ।
আর্দ্রতা-সম্পৃক্ত, হিমাঙ্কের নিচে বায়ু ভরের মধ্যে খনিজ বা জৈব কণার চারপাশে তুষারকণার নিউক্লিয়াস তৈরি হয়। ষড়ভুজাকার গঠনে প্রাথমিক স্ফটিকগুলিতে ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র সংযোজনের মাধ্যমে এগুলি বৃদ্ধি পায়। সংযোজক বলটি মূলত স্থিরতড়িৎ আকর্ষণ বল।
উষ্ণ মেঘে, নিউক্লিয়াস বা কেন্দ্র হিসেবে কাজ করার জন্য একটি অ্যারোসল কণা বা "বরফের কেন্দ্র" অবশ্যই ফোঁটার মধ্যে উপস্থিত থাকতে হবে (অথবা তার সংস্পর্শে থাকতে হবে)। বরফের কেন্দ্র তৈরির কণাগুলি তরল মেঘের ফোঁটা তৈরির কেন্দ্রগুলির তুলনায় খুবই বিরল; তবে, ঠিক কী কারণে এগুলি কার্যকর হয় তা বোঝা যায় না। কাদামাটি, মরুভূমির ধুলো এবং জৈবিক কণা আদর্শ কেন্দ্র গঠন করতে পারে। কৃত্রিম নিউক্লিয়াসে সিলভার আয়োডাইড এবং শুষ্ক বরফের কণা থাকে এবং এগুলি কৃত্রিম বৃষ্টিপাতকে উদ্দীপিত করতে ব্যবহৃত হয়। পরীক্ষার মাধ্যমে দেখা যায় যে মেঘের ফোঁটার "সমজাতীয়" নিউক্লিয়াস শুধুমাত্র এর কম তাপমাত্রায় তৈরি হয়।
একবার একটি পানির ফোঁটা বরফের নিউক্লিয়াস হিসেবে জমাট বাঁধলে এটি একটি অতিপৃক্ত পরিবেশে বৃদ্ধি পায় - যেখানে আর্দ্র বায়ু হিমাঙ্কের চেয়ে নিম্ন তাপমাত্রায় তার ভারসাম্য বিন্দুর বাইরে বরফের সাথে সহাবস্থান করে। এরপর বাতাসে পানির অণু (বাষ্প) জমা হওয়ার মাধ্যমে ফোঁটাটি বরফের স্ফটিক পৃষ্ঠে বৃদ্ধি পায় যেখানে সেগুলি একত্রিত হয়। যেহেতু পানির ফোঁটার পরিমাণ বরফের স্ফটিকের তুলনায় অনেক বেশি, তাই পানির ফোঁটার কারণে স্ফটিকগুলি শত শত মাইক্রোমিটার বা মিলিমিটার আকারে বৃদ্ধি পেতে সক্ষম। এই প্রক্রিয়াটি ওয়েজেনার-বার্গেরন-ফাইন্ডাইসেন প্রক্রিয়া নামে পরিচিত।
জলীয় বাষ্পের অনুরূপ গ্রাসের ফলে ফোঁটাগুলি বাষ্পীভূত হয়, যার অর্থ হল ফোঁটা হ্রাসের মাধ্যমে বরফের স্ফটিকগুলি বৃদ্ধি পায়। এই বৃহৎ স্ফটিকগুলি বৃষ্টিপাতের একটি কার্যকর উৎস, কারণ এগুলি তাদের ভরের কারণে বায়ুমণ্ডলের মধ্য দিয়ে পড়ে এবং সংঘর্ষে লিপ্ত হতে পারে বা গুচ্ছরূপে একসাথে লেগে থাকতে পারে। এই গুচ্ছগুলি সাধারণত মাটিতে পড়া বরফের কণার ধরনের।
গিনেস ওয়ার্ল্ড রেকর্ডস ১৮৮৭ সালের জানুয়ারিতে মন্টানার ফোর্ট কেওগে জমা হওয়া বিশ্বের বৃহত্তম তুষারপাতের তুষারকণার তালিকা করে, যা ১৫ ইঞ্চি (৩৮ সেমি) প্রশস্ত—সাধারণভাবে নথিভুক্ত তিন বা চার ইঞ্চি প্রস্থের তুষারস্তুপের পরিসরের চেয়ে পুরু। একক স্ফটিক এক ডাইমের আকার (১৭.৯১ মিমি ব্যাস) লক্ষ্য করা গেছে। তুষারকণাগুলো রাইমে আবৃত থাকে এবং বলের আকার ধারণ করে যা গ্রুপেল নামে পরিচিত।
যদিও বরফ নিজেই স্বচ্ছ, তবুও তুষারপাতের ক্ষুদ্র স্ফটিক ধারগুলির দ্বারা আলোর বিচ্ছুরণের ফলে আলোর সমগ্র বর্ণালির বিচ্ছুরিত প্রতিফলনে তুষার সাধারণত সাদা রঙের দেখায়।
তুষারকণার আকৃতি মূলত যেখানে এটি তৈরি হয় তার তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতার উপর নির্ভর করে। কদাচিৎ, প্রায় তাপমাত্রায়, তুষারকণায় ত্রিমাত্রিক প্রতিসাম্য তৈরি হতে পারে — ত্রিভুজাকার তুষারকণা। বেশিরভাগ তুষারকণার আকৃতি অনিয়মিত, যদিও তাদের সাধারণ চিত্রণ প্রতিসম হিসেবে দেখা যায়। দুটি তুষারকণা একই রকম হওয়ার সম্ভাবনা কম, কারণ আনুমানিক ১০ (১০ কুইন্টিলিয়ন) পানির অণু একটি সাধারণ তুষারকণা তৈরি করে, যা বিভিন্ন হারে এবং বিভিন্ন ধরনে বৃদ্ধি পায় যা বায়ুমণ্ডলের পরিবর্তিত তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতার উপর নির্ভর করে যার মধ্য দিয়ে তুষারকণা মাটিতে পড়ে। যে তুষারকণাগুলি দেখতে একই রকম, কিন্তু আণবিক স্তরে ভিন্ন হতে পারে, সেগুলি নিয়ন্ত্রিত পরিস্থিতিতে তৈরি করা হয়।
যদিও তুষারকণা কখনোই পুরোপুরি প্রতিসম হয় না, তবুও একটি তুষারকণার বৃদ্ধি ব্যাসবরাবর ছয়মাত্রিক প্রতিসাম্যের কাছাকাছি হয়, যা বরফের ষড়ভুজাকার স্ফটিক কাঠামো থেকে উদ্ভূত। সেই পর্যায়ে, তুষারকণাটি একটি ক্ষুদ্র ষড়ভুজের আকার ধারণ করে। তুষারকণার ছয়টি "বাহু", বা ডেনড্রাইট, তারপর ষড়ভুজের প্রতিটি কোণ থেকে স্বাধীনভাবে বৃদ্ধি পায়, একইসাথে প্রতিটি বাহুর উভয় পাশ স্বাধীনভাবে বৃদ্ধি পায়।
তুষারকণা মেঘের মধ্য দিয়ে পড়ার সাথে সাথে যে ক্ষুদ্র-পরিবেশে বৃদ্ধি পায় তা দ্রুতই পরিবর্তিত হয় এবং তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতার ক্ষুদ্র পরিবর্তনও পানির অণুসমূহ তুষারকণার সাথে সংযুক্ত হওয়ার পদ্ধতিকে প্রভাবিত করে। যেহেতু তুষারকণার চারপাশে ক্ষুদ্র-পরিবেশ (এবং এর পরিবর্তনগুলি) প্রায় একই রকম, তাই প্রতিটি বাহু প্রায় একইভাবে বৃদ্ধি পেতে থাকে। তবে, একই ক্ষুদ্র-পরিবেশে থাকা এটার নিশ্চয়তা দেয় না যে প্রতিটি বাহু একই রকম বৃদ্ধি পাবে; প্রকৃতপক্ষে, কিছু স্ফটিক আকৃতির ক্ষেত্রে এটি হয় না কারণ অভ্যন্তরীণ স্ফটিক বৃদ্ধির প্রক্রিয়াটি স্ফটিকের প্রতিটি পৃষ্ঠ অঞ্চল কত দ্রুত বৃদ্ধি পায় তাও প্রভাবিত করে।
অভিজ্ঞতালব্ধ গবেষণায় দেখা গেছে যে ০.১% এরও কম তুষারকণা আদর্শ ছয়মাত্রিক প্রতিসাম্য দেখায়। খুব মাঝেমধ্যে বারো শাখাযুক্ত তুষারকণা দেখা যায়; যারা ছয়মাত্রিক প্রতিসাম্য বজায় রাখে।
তুষারকণা বিভিন্ন ধরনের জটিল আকারে তৈরি হয়, যার ফলে এই ধারণা তৈরি হতে পারে যে "তুষারকণাগুলো একরকম হয় না"। যদিও প্রায় একই রকমের তুষারকণা পরীক্ষাগারে তৈরি করা হয়েছে, তবুও প্রকৃতিতে এগুলো পাওয়া খুব একটা সম্ভব না। ১৮৮৫ সাল থেকে উইলসন অ্যালউইন বেন্টলির হাজার হাজার তুষারকণার ছবি তুলে একই রকমের তুষারকণা খুঁজে বের করার প্রাথমিক প্রচেষ্টায় আজ আমরা যে ধরনের তুষারকণা সম্পর্কে জানি তা খুঁজে পাওয়া গেছে।
উকিচিরো নাকায়া স্ফটিক মরফোলজির চিত্র তৈরি করেন, যা স্ফটিকের আকৃতিকে তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতার অবস্থার সাথে সাথে তুলনা করে, যার সারসংক্ষেপ নিম্নলিখিত সারণীতে দেওয়া হয়েছে:
একটি তুষারকণার আকৃতি মূলত এটি যে তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতায় তৈরি হয় তার উপর নির্ভর করে। হিমাঙ্কিত বাতাস এ নেমে আসলে সমতল স্ফটিক (পাতলা এবং সমতলে) বৃদ্ধি করে।হিমবাতাস পর্যন্ত নেমে আসলে, স্ফটিকগুলি ফাঁপা স্তম্ভ, প্রিজম বা সূঁচের আকারে তৈরি হয়। এর মতো ঠান্ডা বাতাসে, আকৃতিগুলি আবার প্লেটের মতো হয়ে যায়, প্রায়শই শাখাযুক্ত বা ডেনড্রনের আকৃতি তৈরি করে। এর নিম্ন তাপমাত্রায় ক্ষেত্রে, স্ফটিকগুলি প্লেটের মতো বা স্তম্ভাকার হয়ে যায়, যা সম্পৃক্ততার মাত্রার উপর নির্ভর করে। নাকায়া যেমনটি আবিষ্কার করেছেন, আকৃতি একটি ফাংশন যা আর্দ্রতা সমপৃক্ততার উপরে নাকি নিচে, তার উপর নির্ভর করে। সম্পৃক্ততার নিচে আকৃতি কঠিন এবং ক্ষুদ্র হওয়ার দিকে বেশি ঝুঁকে। অতিপৃক্ত বাতাসে গঠিত স্ফটিকগুলি লেইসযুক্ত, সূক্ষ্ম এবং অলঙ্কৃত রঙের দিকে বেশি ঝোঁক রাখে। আরও অনেক জটিল বৃদ্ধির ধরনও তৈরি হয় যেমন পার্শ্ব-সমতল, বুলেট-রোসেট এবং পরিস্থিতি এবং বরফের কেন্দ্রের উপর নির্ভর করে সমতল আকার। যদি একটি স্ফটিক স্তম্ভের বৃদ্ধির পদ্ধতিতে তৈরি হতে শুরু করে, তাহলে প্রায় , এবং তারপর উষ্ণ প্লেট-সদৃশ শ্রেণিতে পড়ে, তারপর প্লেট বা ডেনড্রাইটিক স্ফটিকগুলি স্তম্ভের শীর্ষে অঙ্কুরিত হয়, যা আবদ্ধ স্তম্ভ বা "ক্রাপড কলাম" তৈরি করে।
ম্যাগোনো এবং লি সদ্য গঠিত তুষার স্ফটিকের শ্রেণীবিভাগ তৈরি করেন যার মধ্যে ৮০টি স্বতন্ত্র আকৃতি রয়েছে। এগুলি নিম্নলিখিত প্রধান শ্রেণীতে তালিকাভুক্ত করা হয়েছে (প্রতীকসহ):
প্রতিটি মাইক্রোগ্রাফের মাধ্যমে নথিভুক্ত করা হয়েছে।
"ইন্টারন্যাশনাল ক্লাসিফিকেশন ফর সিজনাল স্নো' অন দ্য গ্রাউন্ড" তুষার স্ফটিকের শ্রেণীবিন্যাস করে; একবার মাটিতে জমা হওয়ার পরে এর আকার শস্যের আকৃতির হয়ে থাকে। এই প্রতিষ্ঠানটি স্নোপ্যাকও চিহ্নিত করে থাকে অর্থাৎ যেভাবে পৃথক স্ফটিকগুলি রূপান্তরিত হয় এবং একত্রিত হয়।
তুষারকণা প্রায়শই একটি ঐতিহ্যবাহী মৌসুমি চিত্র বা মোটিফ যা বড়দিনের সময়ে ব্যবহৃত হয়, বিশেষ করে ইউরোপ এবং উত্তর আমেরিকায়। খ্রিস্টীয় উৎসব হিসেবে, বড়দিনে যীশুর পুনরুত্থান উদযাপন করা হয়, যিনি খ্রিস্টীয় বিশ্বাস অনুসারে মানবতার পাপের প্রায়শ্চিত্ত করেন; তাই, ইউরোপীয় এবং উত্তর আমেরিকার বড়দিনের ঐতিহ্যে তুষারকণা পবিত্রতার প্রতীক। তুষারকণা ঐতিহ্যগতভাবে "হোয়াইট ক্রিসমাস"-এর সাথেও জড়িত যা প্রায়শই বড়দিনের সময় উদযাপিত হয়। এই সময়কালে, কাগজের টুকরো কয়েকবার ভাঁজ করে, কাচি দিয়ে একটি প্যাটার্ন কেটে তারপর তা খুলে কাগজের তুষারকণা তৈরি করা বেশ জনপ্রিয়। ইসাইয়ার পুস্তকে পাপের প্রায়শ্চিত্তের কথা বলা হয়েছে যাতে ঈশ্বরের সামনে পাপ "তুষারের মত শুভ্র" দেখায় (cf. );
তুষারকণা শীত বা ঠান্ডা পরিবেশের প্রতিনিধিত্বকারী প্রতীক হিসেবেও ব্যবহৃত হয়। উদাহরণস্বরূপ, শীতকালীন কঠোর ড্রাইভিং পরিস্থিতিতে ঘর্ষণ বৃদ্ধিকারী তুষার টায়ারগুলিকে পাহাড়ের প্রতীকে একটি তুষারকণা দিয়ে নির্দেশ করা হয়। ১৯৬৮ সালের শীতকালীন অলিম্পিক, ১৯৭২ সালের শীতকালীন অলিম্পিক, ১৯৮৪ সালের শীতকালীন অলিম্পিক, ১৯৮৮ সালের শীতকালীন অলিম্পিক, ১৯৯৮ সালের শীতকালীন অলিম্পিক এবং ২০০২ সালের শীতকালীন অলিম্পিকের প্রতীক হিসেবে একটি সজ্জিত তুষারকণা ব্যবহার করা হয়েছে।
অর্ডার অফ কানাডা (জাতীয় সম্মাননা)-এর জন্য ব্যবহৃত একটি ছয়-কোনা সজ্জিত ষড়ভুজাকার তুষারকণা কানাডীয়দের উত্তরাঞ্চলীয় ঐতিহ্য এবং বৈচিত্র্যের প্রতীক হয়ে উঠেছে।
হেরাল্ড্রিতে, তুষারকণা হল সজ্জিত চার্জ। ইউনিকোডে তিনটি ভিন্ন তুষারকণা প্রতীক রয়েছে: "তুষারকণা" U+2744 (❄); "আঁটসাঁট ট্রাইফোলিয়েট তুষারকণা" U+2745 (❅); এবং "ভারী শেভ্রন স্নোফ্লেক" U+2746 (❆)।
তাং রাজবংশের সময় কাব্যে তুষারকণা কখনও কখনও তাও এবং আকাশগঙ্গা ছায়াপথের মহাজাগতিক শক্তির প্রতীক হিসেবে ব্যবহার করা হত।
উইলসন বেন্টলি (১৮৬৫–১৯৩১) কর্তৃক তোলা কিছু ছবির সংগ্রহ:সদ্য পতিত তুষারকণার বিস্তৃত আলোকচিত্র গবেষণায় দেখা যায় যে বেন্টলির ছবিতে প্রদর্শিত সরল প্রতিসাম্য বিরল।