Tajemnica rozwiązana: w końcu wiemy, dlaczego śnieg świeci
Zrozumienie właściwości optycznych śniegu może odblokować postępy, od ulepszonych technik usuwania śniegu po zwiększone bezpieczeństwo lawinowe. Można by pomyśleć, że śnieg jest łatwy do opisania: jest zimny, biały i pokrywa krajobraz jak koc. Co jeszcze można o nim powiedzieć?
Według Mathieu Nguyena bardzo dużo. Właśnie obronił pracę doktorską na temat właściwości optycznych śniegu na Norweskim Uniwersytecie Nauki i Technologii (NTNU) w Gjøvik.
“Śnieg odbija wszystkie długości fal światła i może mieć bardzo różne kolory w zależności od warunków i kąta, pod jakim pada na niego światło. Wiek i gęstość śniegu oraz zanieczyszczenie powietrza również wpływają na jego wygląd. Wygląd śniegu jest bardzo złożony” – mówi Nguyen.
Przeanalizował ponad tysiąc zdjęć śniegu. “Ten rodzaj metody może być stosowany w wielu technologiach czujników, które obejmują wszystko, od zapewnienia nam lepszej podstawy do decydowania, kiedy należy oczyścić drogi, po dokładniejsze monitorowanie ryzyka lawin w górach”.
Krajobraz luster
Nguyen badał między innymi, w jaki sposób śnieg pochłania i odbija światło, a sposób, w jaki słońce sprawia, że kryształy śniegu mienią się, był szczególnie interesujący. Uważa on, że piękny wygląd zimowych krajobrazów może być kluczem do odpowiedzi na szereg pytań, które od wielu lat zastanawiają badaczy.
Ale po pierwsze, co dokładnie sprawia, że śnieg mieni się w jasne, słoneczne dni?
“Śnieg to nagromadzenie kryształków lodu. Gdy warunki są idealne, działają jak małe lusterka. Jeśli są ustawione pod odpowiednim kątem, odbijają światło słoneczne bezpośrednio na ciebie i świecą jak “iskry” w krajobrazie” – mówi Nguyen.
Ogromny potencjał
Przeprowadzono wiele badań nad tym, jak różne metale mienią się w ten sposób, ale połysk śniegu jest wciąż słabo poznany.
“Jeśli chcemy mieć w pełni autonomiczne samochody w Norwegii, technologia ta przyczyni się również do bezpieczniejszego podróżowania po zimowych drogach”, mówi Nguyen.
Nguyen próbował więc dowiedzieć się, jak te iskierki zmieniają kontrast i gęstość na obrazach śniegu w różnych warunkach. Ma nadzieję, że zapewni to metodę analizy, która pozwoli nam klasyfikować różne rodzaje śniegu na podstawie obrazów. Teraz jest to niemożliwe.
“Ten rodzaj metody może być stosowany w wielu technologiach czujników, które obejmują wszystko, od zapewnienia nam lepszej podstawy do podejmowania decyzji o tym, kiedy drogi muszą zostać oczyszczone, po dokładniejsze monitorowanie ryzyka lawin w górach. Jeśli chcemy mieć w pełni autonomiczne samochody w Norwegii, technologia ta przyczyni się również do bezpieczniejszej jazdy po zimowych drogach” – mówi Nguyen.
Potrzebujemy obrazów z całego świata
Do tej pory naukowcy zebrali dane tylko z różnych lokalizacji we wschodniej Norwegii. Wyniki są obiecujące i pokazują, że brokat może być używany do klasyfikowania wielkości ziaren śniegu. Jednak dokładniejsza klasyfikacja typu śniegu wymaga znacznie większej ilości danych niż ta, z którą do tej pory pracowali. Najlepiej z obrazami z całego świata.
“Ważne będzie uzyskanie obrazów z innych miejsc, w których środowisko jest inne. Zrozumienie, w jaki sposób różne poziomy zanieczyszczenia odgrywają rolę w wyglądzie i właściwościach śniegu, będzie miało kluczowe znaczenie” – mówi Nguyen.
Doświadczenie na przyszłość
Oprócz tego, że śnieg jest trudny do zinterpretowania na podstawie obrazów, od dawna okazuje się, że jest on zaskakująco trudny do odtworzenia cyfrowego.
“Sztuczne obrazy śniegu, które mamy dziś w grach komputerowych i symulacjach, nie są dużo lepsze niż białe powierzchnie” – mówi Nguyen.
Jego odkrycia wykazały również obiecujące wyniki w tej dziedzinie. Wierzy, że jego praca zapewni ludziom, którzy nie mają dostępu do śniegu, dobre zimowe wrażenia – także w przyszłości, kiedy śniegu może być znacznie mniej.
Według Norweskiego Instytutu Meteorologicznego, w 2050 roku ponad milion Norwegów będzie mieszkać w miejscach, w których zima trwa krócej niż jeden miesiąc. Ponadto niedawne badanie opublikowane w czasopiśmie Nature potwierdziło, że cała półkula północna stoi w obliczu przyszłości z mniejszą ilością śniegu w wyniku antropogenicznych zmian klimatu.
“Jeśli chcemy nauczyć kogoś, kto nigdy wcześniej nie widział śniegu, czym on jest, musimy być w stanie odtworzyć go w całej jego złożoności” – mówi Nguyen.
