Za każdym razem, gdy nastanie zima i opady śniegu, doświadczamy pewnego rodzaju emocjonalnego wybuchu. Biała zasłona okrywająca miasto, gęste lasy i zagajniki, niekończące się pola i szerokie rzeki, owinięte drzewami w dziwacznie mieniące się w słońcu ubrania nie pozostawią obojętnym ani dziecka, ani dorosłego. Jako dzieci mogliśmy godzinami siedzieć przy oknie i patrzeć, jak powoli krążąc płatki śniegu przelatują obok i cicho opadają na ziemię… Często badaliśmy ich strukturę, próbując znaleźć dwie identyczne, nie przestając się dziwić piękno i złożoność tego magicznego blasku.
Śnieżna zima zawsze napełnia duszę dziecka poczuciem radości i niewytłumaczalnej rozkoszy. Z biegiem czasu, gdy dziecko dorośnie, to uczucie przytępia, ale jednak gdzieś w głębi duszy wszystko zamarza, a my cieszymy się pięknem śpiącym pod białą zasłoną natury. Niemowlęta często pytają rodziców:"A co to jest śnieg?" Dorośli zwykle odpowiadają monosylabami, mówią, że jest to zamarznięta woda. W naszym artykule postaramy się zająć nie tylko pytaniem, czym jest śnieg, ale także rozważyć jego właściwości, zarówno od strony nauki, jak i poezji.
Co mówią encyklopedie?
Słownik Dala odpowiada na pytanie, czym jest śnieg: jest to zamarznięta para wodna, która opada w postaci płatków, strzępów z chmur; sypki lód, który zimą zastępuje deszcz. Jak widać, wyjaśnienie jest dość skąpe. Wszechwiedząca Wikipedia również jest lakoniczna, mówiąc, że śnieg jest formą opadów, która składa się z małych kryształków lodu. Słownik encyklopedyczny podaje następujące informacje: śnieg to stałe opady atmosferyczne, które składają się z kryształków lodu o różnych kształtach; płatki śniegu są najczęściej w postaci sześciokątnych płytek lub gwiazdek; wypadają, gdy temperatura powietrza spada poniżej zera stopni Celsjusza. Okazuje się, że wszystkie słowniki i encyklopedie mówią to samo, ale nie wyjaśniają, czym jest śnieg. W tym przypadku przejdźmy do nauk ścisłych.
Tło historyczne
Skąd pochodzi śnieg? Z czego to się składa? Jaka jest jego temperatura? Tymi i wieloma innymi zagadnieniami związanymi z tym naturalnym zjawiskiem od dawna interesują się naukowcy na całym świecie. Tak więc w 1611 astrolog i astronom Kepler opublikował traktat naukowy zatytułowany „O sześciokątnych płatkach śniegu”. Autor studiował bardzo pragmatyczniekryształki śniegu w całej surowości geometrii. Jego praca stanowiła podstawę takiej nauki, jak krystalografia teoretyczna. Inna znana postać XVII wieku, francuski matematyk i filozof René Descartes, również badał kształt płatków śniegu. Napisał szkic w 1635 r., Który następnie został włączony do pracy „Doświadczenie na meteorach”. W przyszłości naukowcy na całym świecie wielokrotnie zastanawiali się nad tym, z czego składa się śnieg.
Czy współcześni naukowcy badają to zjawisko?
Dzisiaj, nawet w przedszkolach, dzieciom mówi się, że płatki śniegu mają kształt sześciokątów, że ich wzór jest niepowtarzalny i że nie ma dwóch takich samych płatków. Wydawałoby się, że wszystko już wiadomo: w jakiej temperaturze topnieje śnieg, w jakiej temperaturze pada śnieg i wiele więcej. Niemniej jednak naukowcy nie stracili zainteresowania tym cudem natury i nadal badają procesy powstawania płatków śniegu. Okazuje się, że tworzą się one wokół tzw. jąder krystalizacji i, co najciekawsze, mogą być najmniejszymi cząsteczkami kurzu, sadzy, pyłków roślin, a nawet zarodników.
Jakość śniegu śpiewana przez poetów
Piszczenie to ciekawy efekt. Słychać to tylko przy wyjątkowo mroźnej pogodzie. Tak więc, jeśli będzie stosunkowo ciepły dzień, pokrywa śnieżna będzie cicha. I zupełnie inaczej zachowuje się podczas prawdziwego zimowego mrozu. Ludzie od dawna zauważyli: im niższa temperatura śniegu i powietrza, tym wyższy ton skrzypienia. Naukowcom udało się ustalić, że efekt ten występuje w wyniku kruszenia mikroskopijnych kryształków lodu. Gdy temperatura śniegu spada, kryształy te stają się bardziej kruche i twarde, przez co wydają zgrzytliwy dźwięk, pękając pod kołami samochodów i naszymi stopami. Jeśli zmiażdżymy jeden taki kryształ, to nic nie usłyszymy ze względu na jego niewielkie rozmiary. Tak subtelnych dźwięków ludzkie ucho nie jest w stanie wychwycić. Ale połączone kryształy są w stanie stworzyć wyjątkowe tło muzyczne. To właśnie skrzypienie śpiewają poeci w swoich utworach.
Dlaczego pada śnieg lub deszcz?
Opady są związane z nierównowagą (stabilnością) mas chmur, które składają się z wielu elementów o różnych strukturach i rozmiarach. Im bardziej jednorodna jest ta kompozycja, tym bardziej stabilna jest chmura, a zatem tym dłużej nie będzie dawać opadów. W jakiej formie spadają na ziemię zależy od temperatury masy powietrza w warstwie podchmurnej, a także od wysokości i struktury samej chmury (z reguły jest ona mieszana, czyli składa się z kropel schłodzonych woda i kryształki lodu). Zobaczmy, co z tego wynika. Wypadając z chmury mieszanina ta w drodze na powierzchnię planety przechodzi przez masy subchmur. Jeśli temperatura jest wystarczająco wysoka, kryształki lodu topią się i zamieniają w zwykły deszcz o dodatniej temperaturze kropel. Czasami, ze względu na niską wysokość chmur, płatki śniegu mogą nie mieć czasu na całkowite stopienie, w którym to przypadku pada mokry śnieg. Dlatego poza sezonem mogą występować opady mieszane. Jeżeli temperatura masy podchmurki jest ujemna, to w tym przypadku jest to zwykły śnieg.
Dlaczego czasami pada śnieg latem i deszcz zimą?
Odkryliśmy, w jakiej temperaturze pada śnieg, a w jakiej pada. Czasami jednak zdarzają się niesamowite zjawiska, na przykład latem może spaść śnieg, a zimą deszcz. Co tłumaczy takie kataklizmy? Spróbujmy zrozumieć, dlaczego tak się dzieje. Naukowcy tłumaczą to zjawisko jako odstępstwo od normalnego przebiegu procesów w atmosferze. Tak więc zimą masy ciepłego powietrza bogatego w wilgoć, przemieszczające się z basenów ciepłych mórz południowych, mogą dostać się do środkowych szerokości geograficznych. W rezultacie zaczynają się odwilże, które objawiają się topnieniem opadłego śniegu, a także opadami w postaci deszczu. Latem możemy zaobserwować sytuację odwrotną, tzn. masy zimnego powietrza z Arktyki mogą przebijać się na południe. Gdy front ciepły się cofa, tworzą się bardzo silne chmury, a na linii podziału dwóch mas powietrza o różnych temperaturach jest bardzo dużo opadów. Najpierw w postaci deszczu, a następnie, z późniejszym ochłodzeniem iw warunkach małego zachmurzenia, w postaci zwykłego lub mokrego śniegu. W regionach południowych zdarza się to rzadko, podczas gdy temperatura na powierzchni ziemi pozostaje dodatnia.
Śnieg toczy się - co to za anomalia?
Kiedy po raz pierwszy zobaczysz ten cud natury, zdecydujesz, że jest to dzieło ludzkich rąk. W rzeczywistości takie ścieżki lub rolki są skręcone przez samą naturę. To dość rzadkie zjawisko meteorologiczne. Śnieżne bułki są tworzone przez wiatr, który toczy śnieg, aż przybierze na wadze i rozmiarze. Zwykle mam takie figurkikształt walca, ale są wyjątki. Zjawisko to można zaobserwować tylko w regionach o silnych, porywistych wiatrach, lekkim mokrym śniegu i tylko na terenach otwartych. Śnieżne bułki toczą się po stepie jak puste beczki. Ich rozmiar może osiągnąć 30 cm średnicy i 30 cm szerokości. W rzeczywistości na zaśnieżonym polu mogą pojawić się jednocześnie setki pojedynczych rolek. Każdy z nich pozostawia ślad - rodzaj ścieżki, która wskazuje trajektorię przebytej drogi. Śnieżynki często tworzą się podczas przechodzenia zimowych burz, gdy wiatr jest silny, a śnieg jest świeży. Temperatura powietrza powinna być bliska zeru.
Proces formowania wałków śnieżnych
Dzieje się to w następujący sposób: powierzchnia ziemi musi być pokryta zmieloną skorupą lodową lub starym ubitym śniegiem, w którym to przypadku spadające płatki śniegu z warstwą leżącą pod spodem mają niewielką przyczepność. W takim przypadku dolna warstwa powinna mieć ujemną temperaturę, a górna - dodatnią (nieco powyżej zera stopni). Wtedy świeży śnieg będzie miał wysoką „lepkość”. Uważa się, że optymalna temperatura wynosi minus dwa stopnie dla dolnej warstwy i plus dwa dla górnej. Porywisty wiatr musi mieć prędkość większą niż 12 m/s. Formowanie rulonu rozpocznie się, gdy wiatr „odkopie” kawałek śniegu. Dalej tworzą się małe grudki, toczące się po polu pod wpływem wiatru, porastające z każdym metrem coraz większą warstwą mokrego śniegu. Gdy rolka staje się zbyt ciężka, zatrzymuje się. Tak więc jego rozmiar zależy bezpośrednio od prędkości przepływu powietrza.
Ciekawe fakty na temat śniegu
1. Płatek śniegu to 95% powietrza. Z tego powodu spada bardzo wolno, z prędkością 0,9 km/h.
2. Biały kolor śniegu wynika z obecności powietrza w jego strukturze. W tym przypadku promienie światła odbijają się od granicy kryształu lodu z powietrzem i rozpraszają.
3. Historia odnotowała przypadki padania kolorowego śniegu. Tak więc w 1969 czarny śnieg spadł w Szwajcarii, a zielony śnieg w Kalifornii w 1955.
4. W wysokich górach i na Antarktydzie można znaleźć pokrywę śnieżną w kolorach różowym, czerwonym, fioletowym, żółto-brązowym. Ułatwia to stworzenie - chlamydomona śnieżna, która żyje w śniegu.
5. Kiedy płatek śniegu wpadnie do wody, emituje silny dźwięk o wysokiej częstotliwości. Ludzkie ucho nie jest w stanie tego wychwycić, ale ryby mogą i według naukowców naprawdę tego nie lubią.
6. W normalnych warunkach śnieg topi się w temperaturze zerowej stopni Celsjusza. Jednak wystawiony na działanie promieni słonecznych może parować nawet w temperaturach poniżej zera, omijając formę płynną.
7. Zimą śnieg odbija do 90% promieni słonecznych od powierzchni ziemi, zapobiegając w ten sposób jej nagrzewaniu.
8. W 1987 roku największy płatek śniegu na świecie został zarejestrowany w Fort Coy (USA). Jego średnica wynosiła 38 cm.
Na zakończenie
Przeanalizowaliśmy więc to zjawisko pogodowe, które jest tak oszczędnie opisane w encyklopediach i słownikach. Teraz wiemy, w jakiej temperaturze topi się śnieg, w jakiej temperaturze topi się, jak, kiedy i dlaczego pojawiają się śnieżyce i wiele więcej.kolejny, związany z tym najpiękniejszym heroldem i towarzyszem zimy.
