بعد أن يهطل الثلج وتتزين الأرض بالحلة البيضاء، هل يمكث الثلج طويلاً قبل أن يذوب ويختفى؟ ولماذا يتأخر ذوبان الثلوج أحياناً حتى بعد سطوع الشمس وتجاوز درجات الحرارة درجة التجمد؟

تدخل العديد من الخصائص الفيزيائية في تكوين الثلج في غلافنا الجوي، وكيف يتراكم على الأرض، ومدى سرعة (أو بطء) ذوبانه، والأمر لا يتعلق فقط بتجاوز الحرارة درجة التجمد (وهي الصفر المئوي)، وبالرغم من أهمية درجة الحرارة إلا أنها مجرد واحد من عدة متغيرات تتحكم في سرعة ذوبان الثلوج.

أهم العوامل التي تتحكم بسرعة ذوبان الثلوج

1. كثافة الثلج: وهنا نجد نوعين من الثلج، الثلج الجاف، والثلج الرطب الأعلى كثافة، إذ يحتوي الثلج الرطب على ماء أكثر من الثلج الجاف، وهذا يقلل عدد الساعات التي يحتاجها الثلج للذوبان بعد ارتفاع الحرارة عن درجة التجمد.

2. درجة حرارة الهواء: تعتبر درجة حرارة الهواء من أكثر العوامل وضوحاً لأنه كلما زادت درجة الحرارة عن درجة التجمد، زادت سرعة ذوبان الثلج.

3. الإشعاع الشمسي: إشعاع الموجات القصيرة من الشمس هو ما يسخن الأرض ومن ثم الغلاف الجوي، وتعتمد كمية الإشعاع الشمسي الذي تتلقاه منطقة ما على الغطاء السحابي (كمية الغيوم في السماء)، بالإضافة إلى زاوية الشمس، فكلما زادت زاوية الشمس، زادت كفاءة الإشعاع الشمسي في تسخين ما يتلامس معه.

4. سرعة الرياح: كلما زادت سرعة الرياح، زادت كفاءة عمليات الذوبان والتبخر التي يمكن أن تسرع من نقصان كتلة الثلج.

5. إشعاع الموجة الطويلة: تأتي غالبية حرارة الأرض من الشمس عبر إشعاع الموجات القصيرة، لكن ما لا يعرفه الكثيرون هو أن الأرض نفسها تصدر إشعاعات حرارية لأن اللب دافئ أيضًا، هذا شكل مختلف من الإشعاع، وتأثيره قليل على تسخين الغلاف الجوي، ولكن لا يزال له تأثير، إلا أنه مع برودة الأرض والتراكم الثلجي الذي يعمل كحاجز أمام إشعاع الموجة الطويلة، يمكن للثلج أن يذوب فقط من أعلى إلى أسفل، مما يزيد من الوقت الذي يستغرقه الثلج للذوبان.

6. انعكاسية الثلج أو البيدو (Albedo): البيدو هو مصطلح يستخدم لوصف الانعكاس الكلي لجسم ما، وتصل انعكاسية الثلج المتساقط حديثاً إلى 99% وهو أعلى انعكاسية لأي مادة طبيعية على الأرض، وبالتالي فإن الثلج يعكس تقريبا كامل إشعاع الشمس، وهذه الانعكاسية هي سبب التعرض لحروق الشمس في الشتاء عند التواجد في منطقة مغطاة بالثلوج، خاصة أثناء التزلج على الجليد. أما الثلج القديم، تصل انعكاسيته إلى 60% - 70% لذلك يمتص المزيد من الإشعاع الشمسي وبالتالي يمكن أن يذوب بشكل أسرع.

7. الحرارة الكامنة: الحرارة الكامنة هي الطاقة التي تحتاجها مادة ما للتغيير من حالة إلى أخرى، مثل تحول المادة الصلبة إلى سائلة أو من سائلة إلى غازية، هذا شيء لا يستطيع مقياس الحرارة قياسه، إذ لا يتحول الثلج إلى الماء فور وصوله إلى صفر درجة مئوية، يستغرق الأمر بعض الوقت لبناء طاقة كافية حتى يتغير الثلج الصلب إلى الحالة سائلة، ولأن الحرارة الكامنة للماء أعلى منها للهواء، يستغرق ذوبان الثلج قدراً من الوقت وكمية هائلة من الطاقة مقارنةً بتسخين الهواء أو تبريده، ولهذا السبب أيضًا عندما تخرج مكعب ثلج من الفريزر، فإنه لا يتحول فورًا إلى سائل في يدك.