Накая Укитиро: исследователь снежных кристаллов¶

Накая Укитиро (яп. 中谷宇吉郎; 4 июля 1900, Кага — 11 апреля 1962, Токио) — японский физик и гляциолог, один из основоположников экспериментального исследования снежных кристаллов. Впервые в мире получил искусственный снежный кристалл в лабораторных условиях, а также создал научную классификацию форм снежинок, которая используется в метеорологии до настоящего времени.

¶Биография

Накая родился в городе Кага (префектура Исикава) в семье потомственных самураев. В 1925 году окончил физический факультет Токийского императорского университета. После окончания университета он стажировался в Кембриджском университете (1929–1930) под руководством нобелевского лауреата Эрнеста Резерфорда, где занимался исследованиями в области атомной физики. Однако по возвращении в Японию Накая сменил область научных интересов, обратившись к изучению снега.

¶Исследование снежных кристаллов

Накая начал систематические исследования снежинок в 1932 году, работая в Институте низких температур Хоккайдского университета в Саппоро. Основной проблемой, стоявшей перед учёными того времени, было объяснение огромного разнообразия форм снежных кристаллов при относительно небольшом диапазоне температур и влажности.

В 1936 году Накая добился ключевого результата: он впервые в мире вырастил искусственный снежный кристалл в лаборатории. Для этого он использовал охлаждаемую камеру и регулируемую подачу водяного пара. Эксперимент подтвердил, что форма кристалла определяется условиями окружающей среды — температурой и пересыщением пара.

¶Диаграмма Накая

В результате многолетних наблюдений и экспериментов Накая построил диаграмму зависимости формы снежного кристалла от температуры и влажности воздуха. Согласно этой диаграмме:

• при температурах от −3 до −9 °C образуются иглы и полые столбики;
• при −10…−22 °C формируются пластинки и дендриты (ветвистые кристаллы);
• при температурах ниже −22 °C вновь появляются столбики и призмы.

Диаграмма Накая стала фундаментальным инструментом метеорологии и физики атмосферы, позволяющим по форме выпадающего снега судить о состоянии атмосферы на высоте облакообразования.

¶Классификация снежных кристаллов

Накая разработал подробную классификацию природных снежных кристаллов, выделив 41 тип. В его системе кристаллы делятся на несколько основных групп:

• иглы;
• столбики и призмы;
• пластинки;
• дендриты;
• кристаллы неправильной формы;
• снежная крупа и ледяные зёрна.

Эта классификация легла в основу международной классификации снега, принятой Международной комиссией по снегу и льду в 1950 году и уточнённой в 1990-х годах.

¶Научные труды и популяризация

Накая опубликовал более 200 научных работ. Его главная монография «Снежные кристаллы: естественные и искусственные» (1954) содержит уникальный фотографический атлас снежинок, снятых им через микроскоп. Помимо чистой науки, Накая занимался прикладными вопросами: изучением лавин, обледенения самолётов и линий электропередачи, а также физикой вечной мерзлоты.

Укитиро был известен как талантливый популяризатор науки. Он писал эссе для широкой аудитории; его эссе «Снег — это письмо, посланное с небес» стало классикой японской научно-популярной литературы. В 1938 году его фотографии снежинок были опубликованы в журнале National Geographic.

¶Память

В городе Кага действует мемориальный музей Накая Укитиро, расположенный в его родном доме. В Хоккайдском университете сохраняется лаборатория, в которой учёный проводил свои эксперименты. В 2000 году к столетию со дня рождения Накая была выпущена памятная почтовая марка. Кратер на обратной стороне Луны носит его имя.

Накая Укитиро скончался 11 апреля 1962 года в Токио от сердечного приступа во время лекции.

¶Источники

• Nakaya U. Snow Crystals: Natural and Artificial. — Harvard University Press, 1954.
• Libbrecht K. The Snowflake: Winter’s Secret Beauty. — Voyageur Press, 2003.
• Furukawa Y. Snow Crystals: Morphology and Formation // Reports on Progress in Physics, 2003.