Vesi on kummallinen aine. Se voi esiintyä kolmessa eri olomuodossa samoissa olosuhteissa – tai ainakin melkein. Toki kaikilla aineilla on erilaisia olomuotoja, mutta veden tekee poikkeukselliseksi sen olomuotojen muuttuminen meille passeleissa ympäristöoloissa.

Aineelle voidaan määritellä niin sanottu kolmoispiste, jossa sen olomuoto muuttuu kiinteästä nesteeksi tai nesteestä kaasumaiseksi hyvin pienen paineen tai lämpötilan muutoksen seurauksena. Vedellä tuo kolmoispiste on 0,01 celsiusasteen lämpötilassa (ja 0,006 baarin paineessa). Se ei välttämättä ole mukavin mahdollinen lämpötila meille ihmisille, mutta silti huomattavasti miellyttävämpi kuin esimerkiksi 4 700 celsiusastetta, jossa on hiilen kolmoispiste.

Kesäisenä sadepäivänä pilvien jo hiljalleen hajaantuessa taivaalle voi leimahtaa upea sateenkaari. Silloin aurinko pilkahtaa pilvien raosta ja paistaa väistyvän sateen langettamiin pisaroihin. Sateenkaari näkyy aina vastakkaisella puolella taivasta kuin aurinko, koska valo heijastuu sadepisaroista takaisin tulosuuntaansa.

Pelkkä valon heijastuminen vesipisaroista ei kuitenkaan riitä selittämään sateenkaaren värejä, siihen vaaditaan myös valon taittumista. Kun auringonvalo taittuu ja heijastuu vesipisaroissa, valkoiselta näyttävä auringonvalo hajoaa – kirjaimellisesti – sateenkaaren väreihin. Punainen, oranssi, keltainen, vihreä, sininen, indigo ja violetti ovat väreinä sitä hehkuvampia ja kirkkaampia, mitä suurempia vesipisarat ovat.

Kun auringonvalo kulkee sadepisaran pinnan läpi, valon kulkusuuntaa muuttuu, koska se siirtyy harvemmasta aineesta tiheämpään: ilmasta veteen. Valo heijastuu kertaalleen pisaran sisäpinnasta ja kun se taas poistuu vesipisarasta, sen kulkusuunta muuttuu jälleen: tällä kertaa se siirtyy tiheämmästä aineesta harvempaan eli vedestä ilmaan.

Kahden taittumisen ja yhden heijastumisen seurauksena valon kulkusuunta muuttuu vesipisarassa aina saman verran, 42 astetta. Siksi sateenkaari näkyy taivaalla vastapäätä aurinkoa ja kaartuu ilmiötä ihailevan katsojan pään varjon ympärille 42 asteen etäisyydellä.

Valon kulkusuunta ei kuitenkaan muutu täsmälleen 42 astetta, sillä valon eri aallonpituudet eli värit taittuvat eri tavoin: punainen taittuu vähiten ja violetti eniten. Siksi punainen väri on sateenkaaren ulkoreunassa ja violetti sen sisäreunassa. Niiden välissä ovat muut värit eli oranssi, keltainen, vihreä ja sininen.

Usein kirkkaan sateenkaaren ulkopuolella näkyy toinen, hieman himmeämpi sivusateenkaari. Sen värit ovat samat kuin pääsateenkaaressa, mutta niiden järjestys on päinvastainen: ulkoreunalla on violetti ja sisäreunalla punainen. Sivusateenkaari on himmeämpi, koska sen synnyttävä valo heijastuu sadepisaran sisällä kahdesti. Jokaisessa heijastumisessa valoa menee hivenen haaskoon.

Kipakassa pakkasessa lumella on mahdoton kävellä äänettömästi: jokainen askel saa lumen narskumaan. Narskuminen on sitä voimakkaampaa, mitä alhaisempi on lämpötila. Toisaalta nollakelillä ja suojasäällä lumi ei narsku lainkaan. Miksi? Ja miksi ei?

Pakkasella jalan alle jäävät lumihiutaleiden monihaaraiset jääkiteet hankautuvat toisiaan vasten ja katkeilevat terävästi napsahdellen. Mitä kireämpi pakkanen on, sitä lujempaa on kiteitä muodostava jää ja sitä kovemmin se napsuu särkyessään.

Maahan sataneessa lumessa on jääkiteitä valtavan paljon, joten yhdellä askeleella tulee rikkoneeksi suuren määrän yksittäisiä jääkiteitä. Silloin lukemattomat yksittäiset napsahtelut kuulostavat narskumiselta, vähän samanlaiselta kuin kävely pienten lasinsirpaleiden päällä – mitä kukaan ei tietysti alituiseen tule tehneeksi.

Suojasäällä jääkiteiden pinnalla on ohuelti vettä, joka ensinnäkin liukastaa kiteitä niin, ettei niiden hankautumisesta kuulu ääntä ja toisaalta myös vaimentaa katkeilevista kiteistä kuuluvaa napsahtelua. Lisäksi jää on lämpötilan ollessa plussan puolella myös pehmeämpää, joten napsahtelu on muutenkin miltei olematonta.

Toisaalta pakkassäällä ääntä pitävä lumi on hyvä äänieriste. Etenkin vastasataneen kuohkean lumipeitteen muodostavien hiutaleiden välissä on runsaasti ilmataskuja, jotka vaimentavat ääniaaltojen värähtelyjä. Erityisesti metsässä, missä lunta on myös puiden oksilla, hiljaisuus voi olla lumisateen jälkeen lähes rikkumaton.