Образование кристаллов
Симметрия снежинки.
Снег образуется, когда микроскопические капли воды в облаках притягиваются к пылевым частицам и замерзают. Появляющиеся при этом кристаллы льда, не превышающие поначалу 0,1 мм в диаметре, падают вниз и растут в результате конденсации на них влаги из воздуха . При этом образуются шестиконечные кристаллические формы. Из-за структуры молекул воды между лучами кристалла возможны углы лишь в 60° и 120°. Основной кристалл воды имеет в плоскости форму правильного шестиугольника. На вершинах такого шестиугольника затем осаждаются новые кристаллы, на них - новые, и так получаются разнообразные формы звёздочек-снежинок.
Разнообразие снежинок
Существует такое многообразие снежинок, что обычно считается, что не бывает двух одинаковых снежинок. Например, Кеннет Либрехт - автор самой большой и разнообразной коллекции снежинок - говорит: «Все снежинки разные, и их группировка (классификация) - это во многом вопрос личных предпочтений». Простые снежинки, например, призмы, образующиеся при низкой влажности, могут выглядеть одинаково, хотя на молекулярном уровне они отличаются. Сложные звёздчатые снежинки обладают уникальной, отличимой на глаз геометрической формой. И вариантов таких форм, по мнению физика Джона Нельсона из Университета Рицумэйкан (яп. ) в Киото, больше, чем атомов в наблюдаемой Вселенной .
Снег как погодное явление
Снег является одним из непременных атрибутов зимы. Несмотря на то, что возможны низкие зимние температуры и при отсутствии снега, одно из основных условий климатической зимы - наличие устойчивого (постоянного) снежного покрова, который лежит в течение всей зимы непрерывно или с небольшими перерывами.
Вместе с тем, в некоторых особо тёплых регионах планеты (например, на Аравийском полуострове) такое погодное явление, как снег, отсутствует или наблюдается только один раз в несколько десятилетий.
В России постоянный снежный покров устанавливается на большей части страны. Сроки его установки варьируют от года к году и от сроков наступления климатической зимы. В северо-восточных районах (Республика Коми , Красноярский край , Чукотка , Якутия), где климат наиболее суров, снег ложится уже в начале октября и держится местами до начала июня. В средней полосе России первый снег обычно выпадает в конце октября - начале ноября, снежный покров устанавливается во второй половине ноября, а сходит полностью в конце марта. В равнинной части южных областей европейской части России (особенно в Причерноморье) долговременный снежный покров (дольше 2-3 недель) устанавливается только в особо суровые зимы, и не везде.
Виды снегопадов
Кроме типичных, существуют особые снегопады, связанные с внетропическими циклонами, озёрами и горной местностью.
Внетропические циклоны, свойственные в Северном полушарии для Западной Европы , Канады и Гренландии могут создать экстремальные условия, когда идут проливной дождь и обильный снег при ветре, превышающем 119 км/ч . Полоса осаждения, которая связана с их тёплым фронтом, часто обширна, вызвана слабым восходящим движением воздуха над фронтальной границей; влага конденсируется, когда остывает и создает осадки, формируя полосу слоисто-дождевых облаков. В холодном секторе, по направлению к полюсу и к западу от центра циклона , малые или средние полосы выпадения снега обычно имеют ширину от 32 до 80 км. Эти полосы связаны с областями фронтогенеза циклона, или зонами температурного контраста.
Часто приходящий с циклонами холодный воздух может приводить к эффектам полос выпадения снега над большими водоёмами : крупные озера эффективно аккумулируют тепло, что приводит к значительной разнице температур (более 13 °C) между поверхностью воды и воздухом выше, из-за этой разности температур, тепло и влага перемещаются вверх, уплотняясь в вертикально ориентированных облаках, которые производят снег. Чем сильнее понижение температуры с высотой, тем гуще образующиеся облака, и чем интенсивней снегопады.
В горных районах сильные снегопады идут, когда воздух вынужден подниматься в горы и, охлаждаясь, отдавать лишнюю атмосферную влагу, выпадающую в холодных условиях высокогорий на их наветренных склонах в виде снега. Из-за особенностей горного ландшафта, прогнозирование сильных снегопадов остается здесь серьёзной проблемой.
Типы снега
Типы снега можно обозначить через форму хлопьев, скорость накопления и способы скопления его на земле. Виды снежных осадков, которые, из-за циклов таяния и замораживания, падают в виде шариков, а не хлопьев, известны как крупа. После того как снег оказывается на земле, он может быть классифицирован как порошкообразный когда он ещё пушистый, гранулированный, когда он прошёл цикл плавления и замораживания, и в конце концов - как превращённый в плотный лёд после уплотнения и дрейфа вниз в многократных циклах таяния и замораживания. Лыжники и сноубордисты разделяют выпавший снег на целяк, круд, наст, снежную кашу и лёд. Когда снег порошкообразный, то он под воздействием ветра может создавать снежные заносы вдали от места, первоначального выпадения, формируя высокие сугробы или снежные ямы глубиной в несколько метров. Снегозащитные заграждения созданы, чтобы управлять снегом, дрейфующим около дорог, повышая безопасность дорожного движения. Снег, выпавший на горных склонах может превратиться в снежную плиту, которая может скатиться по крутому склону в виде лавины. Замороженный эквивалент росы, известный как иней, образует формы снежного покрова на охлаждённых предметах, когда ветры слабые.
Интенсивность снегопада определяется по видимости. Когда видимость составляет более 1 км, снег считается лёгким. Как умеренный снег описывается снегопад, ограничивающий видимость 0,5-1 км. Сильным снегопад называют, когда видимость составляет менее 0,5 км. Устойчивый снег значительной интенсивности, часто называют «метелью» (снежный шторм). Когда снег различной интенсивности и малой продолжительности, он описывается как «ливневой снег».
История
Исследования
Утромъ 28 февраля, совершая свою обычную прогулку въ Юсуповомъ саду въ С.-Петербурге, я быль пораженъ необыкновеннымъ наружнымъ видомъ снежинокъ, падавшихъ на мое пальто. Они состояли по большей части изъ небольшихъ столбиковъ, въ два миллиметра длины, фиг. 2 , на обоихъ концахъ которыхъ и въ плоскости перпендикулярной къ ихъ оси прикреплены были диски, диаметромъ около 1 миллиметра.
Снежинка необычной формы
Такой оригинальной формы снежинокъ мне ранее не доводилось видеть, а потому, вооружившись лупою, я сталъ ближе разсматривать все подробности ихъ строения, которое и старался выразить на фиг. 1 . Столбикъ а изъ белаго непрозрачнаго льда казался мне цилиндрическимъ безъ внутренней пустоты. Все столбики были одинаковыхъ размеровъ, около 2 миллиметровъ длины и около 1 / 4 миллиметра ширины. Быть можетъ и даже вероятно, что столбики эти были шестигранныя призмы; но на рисунке я не решился этого сделать, такъ какъ, при внимательномъ наблюдении въ лупу несколькихъ десятковъ снежинокъ, столбики казались мне цилиндрическими. То же самое скажу и о двухъ прозрачныхъ ледяныхъ дискахъ, прикрепленныхъ къ обоимъ концамъ столбика. Они также для глаза и въ лупу казались совершенно правильными кружками б б , хотя основаниемъ ихъ формы, вероятно, былъ шестигранникъ, на что указываетъ число спицъ, расположенныхъ радиально внутри кружковъ и колебавшееся почти всегда между числами 6 или 12. Только въ одномъ случае насчиталъ я такихъ спицъ 24. Внутри кружка виднелось круглое основание столбика, образъ котораго представлялъ небольшую непрозрачную точку, окруженную весьма тонкой радиальной шрафировкой, упиравшейся какъ будто въ край столбика. Число этихъ миниатюрныхъ лучей невозможно было сосчитать, но, по-видимому, оно соответствовало числу спицъ кружка. Эти последние мне казались трехгранными, удлиненными пирамидами (фиг. 3) изъ совершенно прозрачнаго льду, упиравшимися основаниемъ на край обреза столбика, а вершиной въ край диска. Пространство между этими пирамидами было выполнено весьма нежными перистыми образованиями формы, изображенной на фиг. 4. Особенно поразило меня въ этихъ снежинкахъ оригинальное образование на наружномъ крае дисковъ, украшенныхъ рядомъ иглъ, вертикально стоявшихъ на самомъ наружномъ крае диска. Число этихъ иглъ, которыя казались мне также трехгранными пирамидами, всегда строго соответствовало числу спицъ диска и притомъ на каждую спицу приходилось по 4 иглы с . У разныхъ авторовъ я нашелъ рисунокъ этого весьма редкаго вида снежинокъ, но везде только въ самыхъ общихъ чертахъ, безъ подробностей. Ни на одномъ, напримеръ, не показаны спицы внутри дисковъ и иглы, расположенныя на ихъ наружномъ крае. Вместе съ описываемыми снежинками падали и снежинки обыкновенной шестигранной формы, но въ весьма ограниченномъ числе.
Погода была пасмурная, при слабомъ S. W. и −5° Реомюра.
Снег, особенно свежевыпавший - неплохой теплоизолятор - К тп. = 0,1 −0,15 Вт/м*град (на уровне хороших утеплителей). Хотя по мере слёживания Ктп вырастает до 0,6-0,7 Вт/м*гр.
Скрип (хруст) снега
При сдавливании снег издаёт звук, напоминающий скрип (хруст). Этот звук возникает при ходьбе по снегу, надавливании на свежий снег полозьями саней, лыжами, при лепке снежков и т. п.
Скрип снега слышен при температуре ниже −2 ° (по другим данным, ниже −5 ° ). Выше этой температуры скрип не слышен.
Считается, что есть три основных причины возникновения звуков:
- ломанье кристалликов снега;
- скольжение (смещение и трение) кристалликов снега друг о друга под давлением;
- деформация кристаллической решетки.
Основной причиной скрипа (хруста) снега считается именно первая (ломанье кристалликов).
В акустическом спектре скрипа снега есть два максимума: в диапазоне 250-400 Гц и 1000-1600 Гц. Характер издаваемых звуков зависит от температуры снега . В начале XX века метеорологи даже предлагали оценивать температуру снега по характеру скрипа. Ломка ледяных сосулек и взламывание льда ледоколом дают похожее распределение частот (125-200 Гц и 1250-2000 Гц), однако в случае льда максимумы более чётко выражены и отделены друг от друга . Усиление морозов делает кристаллики более твёрдыми, но более хрупкими. В результате этого возрастает высокочастотная составляющая (1000-1600 Гц) - скрип сухого, морозного снега. Если же мороз ослабевает, и температура становится выше −6 °C, то высокочастотный максимум сглаживается, а затем и почти полностью исчезает .
Подтаивание снега влияет и на характер трения снежинок друг о друга: смоченные (смазанные водой) кристаллики издают звук, отличный от звука трения сухих снежинок, а при температуре выше некоторой снег вообще перестаёт скрипеть. Это связано с тем, что при определённой температуре снежинки при сдавливании не столько ломаются, сколько начинают подтаивать, энергия сдавливания расходуется не на слом кристалликов, а на таяние снежинок, выделяющаяся вода смачивает снежинки и вместо сухого трения возникает «скольжение снежинок по смоченной поверхности».
На характер звука влияет также и форма снежинок.
Скрип, похожий на скрип снега, можно получить, если сжимать, например, смешанные соль и сахар. Это использовалось, в частности, при озвучивании фильма «Александр Невский» .
Таяние и возгонка
Таяние снегового покрова
В нормальных условиях снег тает при температурах воздуха выше 0 °C. Однако в природе значительные объёмы снега испаряются и при отрицательных температурах, минуя жидкую фазу. Этот процесс легко наблюдать самостоятельно. Такой переход от твёрдого состояния к газообразному называется сублимацией или возгонкой . Особенно интенсивно происходит сублимация снега под воздействием солнечного света, однако существуют исследования, демонстрирующие интенсивное испарение снежных частиц в результате их взаимодействия при метелевом переносе снега .
Снег на других планетах и спутниках
См. также
Снег на ветвях дерева
Примечания
- Бровкин В. В. Атмосферные явления - классификация и описание
- Белая магия > Физика > «Всякая всячина» - Библиотечка разных статей
- Joan Von Ahn; Joe Sienkiewicz; Greggory McFadden (2005-04). «Hurricane Force Extratropical Cyclones Observed Using QuikSCAT Near Real Time Winds ». Mariners Weather Log (Voluntary Observing Ship Program) 49 (1). Проверено 2009-07-07.
- Owen Hertzman (1988). «Three-Dimensional Kinematics of Rainbands in Midlatitude Cyclones Abstract» (University of Washington). Bibcode : 1988PhDT.......110H .
- Yuh-Lang Lin Mesoscale Dynamics . - Cambridge University Press, 2007. - P. 405. - ISBN 978-0-521-80875-0
- K. Heidbreder . Mesoscale snow banding , TheWeatherPrediction.com (16 октября 2007). Проверено 7 июля 2009.
- David R. Novak, Lance F. Bosart, Daniel Keyser, and Jeff S. Waldstreicher . A climatological and composite study of cold season banded precipitation in the Northeast United States .
- B. Geerts . Lake Effect Snow. , University of Wyoming .
- Greg Byrd Lake Effect Snow . University Corporation for Atmospheric Research (3 июня 1998). Архивировано
- Karl W. Birkeland and Cary J. Mock (1996). «Atmospheric Circulation Patterns Associated With Heavy Snowfall Events, Bridger Bowl, Montana, USA ». Mountain Research and Development 16 (3): 281–286. DOI :10.2307/3673951 .
- Glossary of Meteorology Ice pellets Архивировано из первоисточника 5 августа 2012.
- Glossary of Meteorology Snow pellets . American Meteorological Society (2009). Архивировано из первоисточника 5 августа 2012.
- Joy Haden CoCoRaHS in the Cold – Measuring in Snowy Weather . Colorado Climate Center (8 февраля 2005). Архивировано из первоисточника 5 августа 2012.
- Caroline Gammel Snow Britain: Snow drifts and blizzards of the past . Telegraph Media Group (2 февраля 2009). Архивировано из первоисточника 5 августа 2012.
- ScienceDaily (2009-02-06). «"SnowMan" Software Helps Keep Snow Drifts Off The Road ».
- David McClung and Peter Schaerer The Avalanche Handbook . - The Mountaineers Books, 2006. - P. 49–51. - ISBN 978-0-89886-809-8
- Glossary of Meteorology Snow . American Meteorological Society (2009). Архивировано из первоисточника 5 августа 2012. Проверено 28 июня 2009.
- National Oceanic and Atmospheric Administration Winter Storms...the Deceptive Killers . United States Department of Commerce (November 1991). Архивировано из первоисточника 5 августа 2012.
- Glossary of Meteorology Snow shower . American Meteorological Society (2009). Архивировано из первоисточника 5 августа 2012.
- ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ, ВОДЯНОГО ПАРА, ЛЬДА, СНЕГА
- Страница 2
- http://edu.nstu.ru/frc/konkurs/snow_ice/10.htm
- Загадки простой воды. Книги. Наука и техника
- http://www.aliki.ru/library/n-t/tp/mr/sn.htm
- Простые опыты. Снег скрипит:: Класс!ная физика
- Дюнин А. К. В царстве снега . - Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1983.
- McFadden Lucy-Ann, Weissman Paul, Johnson Torrence Encyclopedia of the Solar System . - 2. - Academic Press, 2006. - P. 483–502. - ISBN 0-12-088589-1
- «Выпавший в Омской области оранжевый снег оказался не радиоактивен» Лента.ru, 02.02.2007 г.
Литература
- Известия Императорского Исторического Общества. Том XXV. 1889. С-Петербург.
Ссылки
- Текст миниатюры И. Кеплера «О шестиугольных снежинках» .
- Коллекция снежинок Уилсона Бентли (англ.)
- О снежинках (англ.)
| Погода | |
|---|---|
| Времена года | Зима Весна Лето Осень |
| Атмосферные осадки | |
Сколько приятностей связано со снегом! Слепить снеговика зимним деньком, а то и построить крепость – и перекидываться снежками. Или просто спокойно сидеть на лавочке, наблюдая, как медленно кружатся снежные хлопья, оседая тебе на пуховик и шапку. В такие моменты поневоле задумаешься, как образуется снег и откуда он сыплется на голову.
Как образуется снег
Происхождение снежинок не слишком отличается от того, как появляется дождь. Даже более того: снег и дождь – фактически одно и то же явление, но происходящее при разной температуре воздуха.
Итак, как происходит образование снега:
- Даже при холоде вода понемногу испаряется с земной поверхности.
- Она маленькими капельками группируется в облака.
- Из-за такого объединения капельки тяжелеют. Да еще и замерзают из-за низкой температуры, что еще увеличивает их массу.
На Земле существует сила, называемая гравитацией. Она притягивает объекты к земле. Не становятся исключением и снежинки – их также притягивает вниз, и они падают, оседая на всем вокруг – крышах домов, одежде и асфальте.
Может ли снег идти не только зимой
Довольно частое заблуждение, которое мне встречается – о том, что снег бывает только зимой. Но мне однажды довелось увидеть снег в мае.
Ведь то, пойдет снег или дождь, зависит не от текущего сезона – а, как я уже и говорила, от окружающей температуры.
Если зимой будет жарко, то вместо снегопада можно вполне увидеть ливень. Если погода прохладная, то возможно увидеть другое явление – снег с дождем. Формально, это практически тот же самый снег, но слишком влажный – успевающий подтаять или полностью растаять, пока летит на землю.
Также и летом: если лето будет холодным, велика вероятность, что вам доведется посмотреть на снег прямо посреди летнего дня.
Но все-таки в нашей стране наиболее холодный сезон – зимний. Потому-то мы и привыкли, что именно зимой можно увидеть снегопад.
Есть ли страны, в которых снега нет совсем
Есть и страны, в которых снега нет в принципе. Например, в африканских странах или на территории Австралии. Слишком уж там тепло – вот капли и не замерзают.
Полезно2 Не очень
Комментарии0
Зима – мое любимое время года. Ведь именно зимой мы празднуем Новый год. Есть у меня и особая новогодняя традиция – встречать бой курантов не за столом с бокалом шампанского, а на улице. И, отдавая дань одной песне, ловить снежинку в ладонь и загадывать желание, поневоле задумываясь о том, откуда берется снег и отчего он так быстро тает.
Как именно образуется снег
Каждый день вода испаряется с земной поверхности . Даже в самый крепкий морозец. Ведь связь между молекулами воды не слишком-то прочная.
- Испарившаяся вода поднимается в атмосферу.
- Скапливаясь, она формирует облака.
- В облаке капли меняют форму и размер – соединяются друг с другом.
- Под собственным весом капли опускаются на землю.
- В процессе полета они з амерзают из-за низкой температуры воздуха , долетая до нас в форме снежинок.
И пока воздух остается холодным, снежинки держат свою форму. Так, постепенно покрывая землю, они превращаются в целые сугробы.
Почему снег тает на ладони, а трава не всегда замерзает
Снег – это все равно вода. Пусть и замерзшая. А вода может иметь разную форму – или агрегатное состояние. При отрицательной температуре , которая свойственна для большей части России зимой, снег не тает.
Но если начнет теплеть – изменится и агрегатное состояние. Сначала снег превратится в воду - а затем может даже снова испариться.
Аналогично ведет себя снег при контакте с теплыми предметами . Думаю, вы много раз замечали, что в некоторых местах газона трава не покрывается снежком даже посреди зимы. Или люки, которые тоже не замерзают, а, наоборот, притягивают к себе окрестных голубей. Дело в том, что в таких местах проходят трубы, по которым в дома проводится горячая вода или отопление.
И так как заложены они неглубоко, это т епло передается и земле с люками . Потому и снег на них падает, но довольно скоро тает. Происходит это и п ри контакте с человеком – температура нашего тела достаточно высока, чтобы растопить снежинку.
Поэтому продержать ее на ладошке, пока часы бьют двенадцать, - действительно задача не из легких.
Полезно1 Не очень
Комментарии0
Я человек наблюдательный, и пару лет назад обратил внимание на то, что снежинки не совсем одинаковы . Конечно, я не поленился найти ответ, и, пользуясь случаем, расскажу какие они бывают, и чем это обусловлено.
Что такое снег
В первую очередь, это признак настоящей зимы, а когда он пушистый - настоящее чудо! Существует два способа его образования. В первом случае главное условие - холод . Говоря простым языком, миллиарды капелек дождя в тучах замерзают образуя снежинки. Второй способ называется «испарение» . Приведу небольшой пример. Итак, если стираное белье повесить на мороз:
- сначала замерзнет вода, а белье станет твердым;
- лед начнет испаряться, образуя микроскопические льдинки;
- льдинки в небе собираются в снежную тучу.
Конечно, одной простыни будет недостаточно для формирования снежной тучи. Бессчетное количество льдинок постоянно поднимаются в небо с поверхности замерзшей реки, озера или лужи. Когда формируется туча, замерзшие частички постоянно находятся в движении. Постепенно они соединяются, формируя так называемую «большую» снежинку.
Под действием силы тяготения они устремляются вниз - начинается снегопад.
Какие бывают снежинки
Снег весьма различается по размеру и форме. Порой это «иголочки», а иногда и большие хлопья. Согласно примерным подсчетам, в 1 м³ снега содержится около 300 миллионов снежинок . Но самое главное - каждая, по сути, уникальна. Почему так происходит, и от чего это зависит? Все дело в структуре молекулы воды и особенностях среды, в которой происходит формирование кристалла. Основа снежинки - микроскопическое ядрышко - пылинка льда или обычная пылинка в туче. Постепенно она собирает молекулы, обретая особую шестиконечную форму , что обусловлено особенностями строения молекул воды. Вот так и получается шестиконечная звездочка, выпуклые части которой постепенно обрастают новыми кристаллами. В зависимости от соотношения влаги и тепла получается различная форма.
Несмотря на то, что каждый кристалл уникален , возможность для классификации все-таки существует, однако занятие это далеко не простое. Самая простая классификация составлена Комиссией снега и льда в 1953 году. В ней описываются 7 основных форм кристаллов:
- столбик;
- пластинка;
- звезда;
- игла;
- дендрит простой;
- увенчанный столбик;
- неправильный кристалл.
Это далеко не весь перечень возможных вариаций. Самая обширная классификация насчитывает свыше 100 видов кристаллов .
Полезно1 Не очень
Комментарии0
Мы с семьёй переехали жить в другой климат, до этого жили на юге. Получилось так, что мой трёхлетний сын ещё в жизни не видел снега. И вот, однажды он прибежал взволнованный и счастливый, неся в ладонях снег и восклицая: «Мама, что это? Как это получилось?»
Откуда берется снег
Говоря простым языком, снег - это вид атмосферных осадков, это тот же дождь, только замёрзший, холодный, белый и пушистый. Условием образования снега является отрицательная температура.
Снег образуется примерно так же, как и дождь.
С поверхности земли испаряется вода, превращается в пар и поднимается в небо, там она остывает и превращается в капли. Когда холодная погода, капли воды замерзают и превращаются в кристаллы льда, которые потом выпадают на землю в виде снега. Когда снег тает, он опять поднимается в виде пара в небо, и такой круговорот происходит всё время.
Почему идёт снег
Огромное количество снежных льдинок соединяются в небе вместе, получается снежная туча, которая со временем становится настолько тяжёлой, что выпадает на землю в виде снега. Бывает так, что снежная туча образуется в одном месте, а потом ветер её переносит совсем в другое, и снег выпадает там, где ещё тепло.
Различают разные типы снега. Лыжники его классифицируют так:
- целяк;
- круд;
- наст;
- снежная каша;
Как образуются снежинки
Возьмите и рассмотрите снежинку внимательно. Она похожа на правильную шестиконечную звёздочку. Рост снежинки начинается от центра, ветви растут в разные стороны, подобно дереву. Правильно эти ветви называют кристаллами. Никто ещё не видел двух одинаковых снежинок.
Почему снег скрипит под ногами
Когда на улице влажно, снег липкий, из него легко лепить снежки и снеговиков, и он не скрипит почти. Но вот при морозной погоде наблюдается совсем другая картина.
Чем сильнее мороз, тем больше слышен хруст и скрип снега под ногами или под колёсами проезжающей машины. Это происходит потому, что снежинки, из которых состоит снег, при замерзании становятся очень хрупкими, и ломаются, когда мы наступаем на снег.
Полезно0 Не очень
Комментарии0
Обожаю зиму! Сегодня была чудесная погода. Мороз украсил каждое деревце сверкающим инеем, прямо как в сказке Александра Роу "Морозко". В такие минуты невольно вспоминаешь самые приятные моменты в жизни и начинаешь мечтать.
Как происходит образование снега
Снег образуется высоко в небе. Появляется он из капелек воды, которая есть в воздухе. Образуется снег на такой высоте, где температура воздуха низкая. Вода замерзает в виде причудливых кристаллов изумительной формы, которые благодаря силе притяжения падают на землю. Если присмотреться внимательно к падающим снежинкам, то можно увидеть, что они имеют идеальную форму шестиконечной звездочки.
Зачем нужен снег
Природой продумано все до мелочей. Зимой температура опускается до очень низких показателей. Уж кто-то, а жители России об этом знают не понаслышке. Снег именно в крепкие морозы выполняет свое основное значение, а именно.
Снег формируется при низких температурах и влажности в виде крошечных кристаллов льда в атмосфере.
Когда эти крошечные кристаллы сталкиваются, то они соединяются друг с другом в облаках и превращаются в снежинки. Если друг с другом соединилось достаточное количество кристаллов, они становятся тяжелыми и падают на землю.
При какой температуре образуется снег?
Осадки выпадают в виде снега, когда температура воздуха ниже 2 °C. Существует миф, что для образования снега температура должна быть ниже ноля. На самом деле самые тяжелые снежинки выпадают уже при температуре между 0 и 2°C. Выпавший снег начинает таять, когда температура поднимается выше 0 °C, но как только происходит процесс таяния, температура воздуха в области нахождения снежных осадков начинает понижаться.
Если температура выше 2 °C, то снежинки начинают таять и выпадают, скорее всего, в виде мокрого снега, нежели в виде обычного снега. А если температура так и не понизится, то вместо снега пойдет дождь.
Мокрый снег против сухого снега
Размеры и формы снежинок зависят от количества кристаллов, сгруппированных вместе, а это в свою очередь определяется температурой воздуха. Снежинки, проходящие при падении через сухой холодный воздух, будут представлять собой мелкие рассыпчатые снежные осадки, которые не прилипают друг к другу. Такой сухой снег идеально подходит для зимних видов спорта, но при ветреной погоде он вероятнее всего будет скользить.
Когда температура немного выше 0 °C, снежинки начинают таять по краям, таким образом прилипая друг к другу и превращаясь в крупные тяжелые снежные хлопья. Так образуется мокрый снег, который с легкостью прилипает и из которого можно слепить снеговика.
Снежинки
Снежинки представляют собой несколько кристаллов льда, которые могут иметь различные формы и виды, включая призмы, шестиугольные пластинки и звезды. Каждая снежинка уникальна, но так как они соединяются друг с другом в шестиугольную структуру, у них всегда имеется шесть сторон.
При низких температурах формируются маленькие снежинки с простой структурой. При более высоких температурах каждая снежинка может быть образована из огромного количества кристаллов (снежинки в виде звезд), и они могут иметь диаметр в несколько сантиметров.
Когда на землю выпадает первый снег, и воздушные пушинки укрывают всё вокруг мягким белоснежным ковром, создаётся впечатление, будто нет ничего невесомее крохотной и маленькой снежинки: весит она около миллиграмма и редко достигает трёх.
Не может не удивлять, как за считанные часы белоснежным осадкам удаётся накрыть огромные пространства суши толстым пушистым одеялом, которое оказывается настолько тяжёлым, что непосредственно влияет на скорость вращения нашей планеты. Например, снег летом, в августе, покрывает лишь 8,7% всей поверхности Земли, при этом вес его составляет 7,4 млрд. тонн, а к концу зимы, перед началом весны, его масса увеличивается в два раза.
Снег – это разновидность атмосферных осадков, которые состоят из мелких ледяных кристалликов, выпадающих на поверхность нашей планеты из слоисто-дождевых облаков в зимнее время года, создавая снежный покров, постоянно или с незначительными перерывами укрывающий земную поверхность до прихода весны.
В регионе, где выпал снег, устанавливается минусовая температура, удерживающая осадки в кристаллической форме.
Когда температурные показатели становятся выше нуля, снег тает, а если этот процесс происходит в начале весны, это символизирует об окончании холодного периода. Выпадают ледяные кристаллики не везде: со снегом незнакомы люди, обитающие в странах, что расположены в экваториальных широтах (в Африке, Австралии, Южной Америке, Юго-Восточной Азии, Новой Зеландии и некоторых странах Центральной Азии).
Снежинки летят на землю из слоисто-дождевых облаков после того, как капельки воды прилипают к находящимся в тучах конденсационным зёрнам, мельчайшим частицам пыли. Если температура в верхних слоях атмосферы составляет от -10°С до -15°С, осадки выпадают смешанного типа, поскольку состоят из капель и ледяных кристаллов (в этом случае, выпадет дождь со снегом или мокрый снег), а если ниже -15°С – будут состоять лишь из ледяных кристалликов.
Когда образовавшиеся кристаллики начинают передвигаться вверх-вниз по облаку, они постепенно увеличиваются за счёт прилипающих к ним капель (они частично таят и кристаллизуются заново). В результате льдинки приобретают шестиконечные формы пластинок или звёздочек, лучи которых находятся или под углом 60 или 120 градусов. После этого к вершинам лучей начинают прилипать новые кристаллы, к которым также примерзают капли, в результате чего снежинки приобретают самые разнообразные формы.
Кристаллики обычно белого цвета, который они приобретают благодаря оказавшемуся внутри них воздуху: после того, как выпал снег, солнечные лучи, отбиваясь от воздуха и граничных поверхностей снежинки, рассеиваются и придают ей белоснежный вид. Стоит заметить, что любая снежинка на 95% состоит из воздуха, а потому характеризуется низкой плотностью и медленной скоростью падения (около 0,9 км/ч).
Существуют следующие виды ледяных осадков:
- Кристаллы – диаметр их составляет несколько миллиметров, являют собой кристаллы в основном шестигранной формы;
- Снежинки – каждая содержит около ста скрепленных между собой кристалликов, которые в случае мокрых осадков могут достигать больших размеров (до 10 см в диаметре);
- Иней – чрезвычайно холодные и маленькие капельки (например, туман);
- Град – этот снег летом выпадает обычно в виде крупных твёрдых льдинок и образуется, когда к кристаллику прилипают крупные капли.
Виды снежного покрова
После того как выпал снег в первый раз, приходит климатическая зима (период, когда температурные показатели в течение пяти дней ниже нуля градусов по Цельсию). Если температура в нижних слоях атмосферы в то время, как снежинки будут падать вниз, окажется очень низкой и будет дуть сильный ветер, кристаллики станут сталкиваться друг с другом, ломаться, крошиться и падать на землю в виде обломков.
А вот если ледяные кристаллы начнут лететь на землю при плюсовой температуре, выпадет мокрый снег. Стоит заметить, что если дождь со снегом выпадет из облака при отрицательной температуре, осадки, примерзнув к дороге, образуют гололёд.
Снег на земле постоянно видоизменяется. Как именно будет выглядеть снежный покров, во многом зависит от ветров (они делают его неравномерным), дождей (они его уплотняют), оттепелей, морей (на востоке России ледяных осадков значительно больше, чем в западной Европе: из-за влияния Атлантического океана осадки здесь выпадают в виде дождей).
Различают следующие основные виды снежного покрова:
- Пушистый снег – после того как выпал снег, он какое-то время представляет собой нетронутый пушистый покров. Этот снег зимой примечателен тем, что представляет собой мягкую подушку, а потому падение обычно обходится без травм: рыхлый снег смягчает удары. По нему очень трудно передвигаться, он вполне может скрывать под собой камни, лед, ветки деревьев, а из-за того, что нельзя точно определить глубину снежного покрова, можно неожиданно очутиться по колено в сугробе и даже увязнуть.
- Жёсткий – чем больше люди утаптывают снежный покров, тем жёстче он становится. Если он не раскатанный, то передвигаться значительно легче.
- Наст – корка твёрдого льда, которая накрывает пушистый снег. Формируют её солнце и ветер: тает снег сначала под солнечными лучами, после чего холодный воздух его снова замораживает. Наст может быть мягким, средним и твёрдым: мягкий наст будет проваливаться, по твёрдому насту можно ходить, а если он окажется средним, пешеход будет то скользить, то проваливаться. В горах слабое сцепление наста со снегом может вызвать лавину.
- Лёд являет собой замёрзший мокрый снег, который несколько раз растаял и снова замёрз. Этот тип снежного покрова наиболее неприятный, поскольку очень жёсткий, гладкий, скользкий, и падение чревато серьёзными последствиями, которые могут привести к травме или даже летальным исходам. Передвигаться по нему нужно очень осторожно и если есть возможность, обойти стороной.
- Мокрый снег – после того как температурные показатели воздуха оказываются выше нуля, ледяные кристаллы начинают таять и, наполняясь водой, превращаются в мокрый снег. В результате снежинки начинают слепляться и образовывать комки льда. Ступать по нему довольно опасно: можно промочить ноги, что чревато самыми разнообразными заболеваниями, а если поскользнуться, можно оказаться в холодной воде и промокнуть.
Время выпадения снега
Поскольку в последнее время климат нашей планеты чрезвычайно сильно меняется, учитывая непредсказуемость погоды, довольно сложно предсказать, когда выпадет первый снег. Например, в Якутии, на Чукотке, в Красноярском крае первый снег можно увидеть уже в начале октября, а таяние снегов в некоторых областях происходит лишь в июне.
А вот в Оймяконе (находится южнее полярного круга) невозможно определить, когда появится первый снег. Несмотря на то, что постоянный снежный покров здесь обычно появляется в конце сентября, его можно увидеть и в августе (таяние снегов в этом регионе происходит весной, в конце мая).
Что касается Европы, то первый снег здесь бывает уже в конце октября или в начале ноября (самый первый снег был зафиксирован в семидесятых годах в Москве: он выпал 25 сентября). Выпадает он в основном ночью, когда температура воздуха понижается и даёт снежинкам возможность достигнуть земли.
Лежит первый снег недолго: днём, когда температурные показатели значительно поднимаются, и исчезает уже через несколько часов. А вот после того как устанавливается постоянный, зимний покров, снег лежит долго, до весны: тают снега окончательно в марте или даже апреле.
Что касается южного полушария, то самыми северными точками, где когда-либо выпал снег, в Южной Америке считается Буэнос-Айрес, в Африке – мыс Доброй Надежды, в Австралии – Сидней. Правда, тает он быстро и выпадает нечасто: так, в июле 2007 года в Буэнос-Айресе выпал снег в первый раз за восемьдесят лет (причина – холодный воздух с Арктики). По словам метеорологов, они стали свидетелем редкого события, подобный вид осадков здесь можно наблюдать лишь раз в сто лет.
Таяние
Обычно снег тает весной, когда происходят изменения температурного режима: таяние снегов происходит при температуре, превышающей ноль градусов Цельсия. Нередко бывают ситуации, когда он тает при минусовых температурах (под воздействием солнечных лучей: ледяные кристаллы испаряются, минуя стадию жидкости).
Если снег грязный, то он тает быстрее (поэтому в городе он исчезает намного быстрее, чем в лесу): солнечные лучи нагревают грязь, вызывая таяние снегов.
Также исчезнуть снежному покрову нередко помогает соль, при этом она не топит льдинки, а разрушает кристаллы, которые вначале охлаждаются, а затем возвращаются к температуре окружающей среды в виде солёной воды, создавая впечатление, будто снежинки растаяли.
Во время таяния снегов весной, плотность снежного покрова очень быстро меняется. Сначала она составляет 0,35г/м3, затем – 0,45 г/см3, а в самом конце доходит до своей критической плотности – 0,6 г/см3. Таяние снегов заканчивается, когда мокрый снег достигает плотности 0,99 г/м3 и превращается в воду. После этого наступает долгожданная весна.
Снег - признак настоящей зимы. Он образуется при замерзании маленьких дождевых капель. Пушистый белый снег - настоящее чудо. Дети лепят из него снежных баб, играют им в снежки, а на северные народы строят из снега свои жилища. Толстый слой снега согревает землю. Он не подпускает к ней морозный воздух, и сохраняет в глубине почвы положительную температуру.
Что такое снег и как он образуется
Если говорить научным языком, то снег - это вид атмосферных осадков. Это означает, что снег падает с неба в виде замёрзшего дождя. Снег - холодный, белый и пушистый. Он состоит из отдельных снежинок, похожих на шестиконечные звёздочки. Интересно, а как образуется снег?
Первое условие для появления снега - это холод. Температура, при которой вода превращается в лёд - это 0ºC. Когда на улице становится холодно, вода в лужах и озёрах покрывается льдом (замерзает). В небе в это время замерзают дождевые тучи. Капли дождя в них превращаются в снег.
Второй способ образование снега по-научному называется испарение. Послушайте, как оно происходит. Если постирать бельё и повесить его на улицу зимой, мокрая простынь сначала замёрзнет и станет твёрдой. Через несколько дней простынь превратиться в мягкую сухую ткань. Что произошло? Сначала вода в простыне превратилась в лёд. Это произошло довольно быстро. Потом лёд стал испаряться: маленькие микроскопические льдинки отрывались от простыни и поднимались в небо. Эти льдинки были настолько маленькими, что глядя на сохнущую простынь, мы не заметили их полёта.
Почему идёт снег?
Много маленьких льдинок встречаются в небесной вышине. Там они собираются в снежную тучу. В туче снежинок настолько много, что они соединяются вместе по несколько штук. Из нескольких маленьких ледяных звёздочек получается большая снежинка, которая становится слишком тяжёлой и падает вниз. Так начинается снегопад.
Для того чтобы образовалась большая снежная туча, не достаточно одной мокрой простыни. Много малюсеньких льдинок поднимаются в небо от замёрзшего озера, лужи или реки. Там они собираются в большие снеговые тучи.
Ветер может перенести такую тучу далеко. Например, туда, где нет мороза. Благодаря ветру снег может пойти даже в тех местах, где озёра и реки ещё не замёрзли.
Как образуются снежинки?
Вы видели когда-нибудь снежинку под микроскопом? Она похожа на шестиконечную звезду. Каждый конец звёздочки состоит из белой ветки, на которой растут маленькие белые веточки.
Эти ветки по-научному называют кристаллами. Они пересекаются в середине снежной звёзды. Каждая снежинка начинает расти из центра - с того места, где снежные веточки пересекаются. Рост снежинки похож на рост дерева: из центра вырастает шесть стволов, на каждом из которых начинают расти ветви. Звёздочки могут иметь разные веточки (длинные или короткие, толстые или тонкие), но всегда в снежной звёздочке растёт только 6 больших веток.
Когда замерзает вода в реке или луже, получается лёд. Звёздочки во льду расположены плотно друг к другу. Когда замерзает туман или туча, звёздочки располагаются на некотором расстоянии друг от друга. Если звёздочек становится слишком много, они соединяются по несколько штук и падают вниз. Так снег высыпается из тучи и накрывает дороги, дома и поля. Падение снежинок взрослые называют снегопадом.
Почему снег скрипит под ногами?
Если на улице небольшой мороз (-2 или -3 ºС), то в выпавшем снеге есть много воды. Про такой снег говорят, что он «мокрый». Из мокрого снега легко лепить снежки и снежную бабу, строить «крепости».
Когда мороз становится сильнее (температура воздуха опускается до -5 или -10 ºC), снег замерзает сильнее и становится сухим. Из сухого снега не получается слепить снеговика, но зато он громко скрипит под ногами. Почему сухой снег скрипит?
Каждая снежинка похожа на маленькую звёздочку. Если мы наступаем на снег, веточки в ледяных снежинках ломаются. Так при разламывании многих снежинок образуется хруст и скрип.
Снег скрипит при любом надавливании:
- если на него наступили;
- проехали на лыжах;
- прокатились на санках.
Снег перестаёт скрипеть только тогда, когда становиться почти тепло (температура воздуха приближается к 0ºC). Или тогда, когда его сильно укатали (так происходит на горках, где снег укатывается и превращается в лёд).
Когда снег скрипит очень громко?
Снег может скрипеть громче или тише. Когда скрип снега становиться очень громким?
Это происходит при сильном морозе. Например, на крайнем севере при -50ºC хруст снега становится таким громким, что его слышно на соседней улице.
При потеплении, когда температура воздуха приближается к 0ºC, хруст исчезает совсем. Снежинки становятся мягкими, на их ледяных веточках появляются капли воды, которая не даёт ледяным звёздочкам скрипеть.
Ученые проводят любопытные эксперименты с замержшей водой. Оказывается, вода нас слышит и реагирует по разному на ласковые и грубые слова. Именно об этом следующее видео.
