Как образуется снег?

Что такое снег, как образуются снежинки? Почему снег скрипит под ногами

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.

Снегопад как явление природы


Природа планеты Земля прекрасна в любое время года. Летние дожди, осенний листопад и зимние метели могут радовать и удивлять бесконечно. Причина этих явлений заложена в естественной смене сезонов года и температуры окружающей среды. Все о снегопаде — в этой статье.
Снежные осадки формируются в облаках при низких температурах и опадают на землю. В зависимости от температуры воздуха в определенной местности снег может не достигать поверхности Земли (подобная ситуация была зафиксирована на Марсе: снежинки испарялись до прикосновения с поверхностью), превращаться в осадки в виде дождя или того, что именуется «мокрым снегом».
Снегопад — один их самых красивых и долгожданных зимних подарков. Падающий снег укрывает все живое, сохраняя от холода до весны. Под ним зимуют растения, полевые и лесные животные. Снежная «шуба» считается самой надежной защитой земли от морозов.
Выпадение осадков в виде снега объясняется тем, что температура воздуха опускается ниже нулевой отметки. Капли воды, из которых состоят облака, начинают со временем тяжелеть и падают на землю.
Во время падения они охлаждаются и превращаются в кристаллы льда. Мелкие ледяные кристаллы притягивает друг к другу, и они создают снежинки. Снежинки падают на землю с разной интенсивностью, создавая снегопады.
Снежинка — это замерзшие капли воды, поэтому она сохраняет правильную шестиугольную форму. Обусловлено это физическими законами, по которым вода превращается в лед. Каждая из снежинок имеет острые концы и причудливый, только ей присущий узор. В мире не бывает двух одинаковых по форме снежинок.
Пока для ученых остается загадкой, как именно формируются разные снежинки. По наблюдениям метеорологов, на этот процесс влияют влажность и температура воздуха. Не ясно и то, почему снежинки идеально симметричны. Ответ на эти вопросы предстоит дать ученым будущего, их исследования обещают множество интересных открытый.
Зимние снегопады относятся к естественным явлениям природы и изучаются метеорологами. Ученые собирают данные изменений погоды и могут прогнозировать интенсивность и продолжительность снегопадов.
Если снегопад сопровождает сильный ветер, можно наблюдать метель или буран. Сугробы, которые наметает во время сильных снегопадов, доставляют много радости детям и еще больше хлопот коммунальным службам.
Снегопад определяется интенсивностью выпадения осадков. Зачастую, чем больше интенсивность, тем меньше времени занимает снегопад.
Интенсивность может быть слабая, средняя и высокая. В первом случае речь идет о 0,1 мм/ч, во втором — 0,1-1 мм/ч, в третьем — более 1 мм/ч. Показатель мм/ч понимается как количество осадков в миллиметровом слое воды за определенное количество времени (24 часа).
Снегопады зачастую становятся большой проблемой для жителей городов по нескольким причинам:
-Коммунальные службы не успевают счищать осадки,
-Большое количество транспорта на дороге в такую погоду приводит к заторам,
-Заледенелые участки покрываются снегом и становятся незаметными, отсюда — травмоопасность.
Иногда люди оказываются запертыми в собственных домах из-за обильных снегопадов. Но процессы, происходящие в природе, всегда целесообразны. Выпавший зимой снег весной снова превратится в воду и даст жизнь растениям и животным.
За время зимней спячки земля отдохнет и наберется сил для нового пробуждения. За веcной придет жаркое лето с дождями , потом — прохладная осень, затем снова наступит зима. Благодаря превращениям, которые испытывает вода во время смены сезонов года, существует жизнь во всем ее многообразии. И будет существовать столько, сколько ей отмерено.
По материалам Как просто!

Метеорологи объяснили, почему, когда идет снег, погода кажется теплее

Многие люди задумываются, почему при одной и той же температуре воздуха в ветреную погоду значительно холоднее, а когда идет снег, то погода кажется теплее.

Глава Гидрометцентра Роман Вильфанд, на которого ссылается aif.ru, объяснил, что дело не в субъективных ощущениях человека, а в законах физики и даже химии.

Летом солнце прогревает землю, и за счет турбулентности тепло передается в приземный слой воздуха. Зимой, наоборот, тепло земли передается в более высокие слои атмосферы, а нижние слои, наоборот, охлаждаются.

Вообще погода — это постоянное движение воздуха. Там, где его много, образуется область повышенного давления, там, где мало, — пониженного. Воздушные массы перемещаются из области повышенного давления в область пониженного, и тогда возникает циклон. Место с пониженным давлением словно засасывает в себя воздух, порождая ветры, а иногда ураганы, а вместе с ним облака с сопутствующими осадками.

С начала циклона впереди идет теплый фронт — он несет с собой повышение температуры. Следующие с ним облака накрывают местность, укутывая ее словно шубой. И тогда теплое излучение от поверхности земли не уходит в высокие слои атмосферы, а остается между землей и облаками, сохраняя это тепло. Облака, по сути, это водяной пар. Из него образуются льдинки, а при этом процессе так называемой сублимации по законам химии выделяется опять же тепло. И мы видим падающие снежинки, которые, оказывается, при своем появлении дарят тепло.

Все эти три фактора — теплый фронт циклона, облака-одеяла и «теплые» снежинки — приводят к повышению температуры воздуха.

Имеют значение также физиологические особенности самого человека, физические особенности одежды и метеорологические факторы окружающей среды — влажность и ветер. «Поэтому иногда при температуре, например, 0 или минус 1 градус при повышенной влажности и сильном ветре возникает ощущение, будто на улице минус 13 градусов», — говорит эксперт.

Атмосферные осадки: что это и как образуются. Роса, иней, дождь и снег как образуются с точки зрения физики

Мир вокруг нас удивителен. Погрязнув в рутине повседневной жизни, мы слишком редко замечаем это. Однако не знать, как образуются роса, иней, дождь и снег, просто стыдно, потому что ответ на этот вопрос знают даже школьники.

Как образуется роса с точки зрения физики?

Образование капелек воды по утрам на траве и растениях долгое время волновало ученых. Этим вопросом занимался еще Аристотель. Однако представления ученых об этом природном явлении вплоть до XVIII века было ошибочным. Рассматривая, как образуются роса, иней, дождь и снег, исследователи считали, что это происходит примерно одинаково. Однако современная наука говорит нам, что это далеко не так. Для того чтобы разобраться, как же образуется роса, нужно сначала узнать кое-что о воздухе. И эта важная деталь состоит в том, что в нем содержится некоторое количество влаги. Причем в теплом воздухе ее больше, чем в холодном. Поэтому летом мы и можем наблюдать на листочках растений и траве росу. Воздух соприкасается с холодной поверхностью, что приводит к конденсации некоторой доли содержащейся в нем влаги. Причем температура поверхности должна быть ниже определенной величины. Ее называют «точкой росы». Она зависит от давления и некоторых других параметров.

Роса или нет?

В домашних условиях можно провести, например, такой опыт. Необходимо налить воду в стакан или металлический сосуд. Затем нужно добавить туда лед. Однако роса образуется не сразу, а только тогда, когда сосуд остынет до определенной температуры. Точно так и в природе. Влажный воздух соприкасается с холодной поверхностью, что приводит к образованию капелек росы. Земля и тропинки остывают значительно меньше, чем растения, поэтому на них ее не найти. Но не все, что мы наблюдаем утром на листьях и траве, является росой. Основная часть влаги выделяется самими растениями. Этот процесс начинается днем для того, чтобы защитить растения от жарких солнечных лучей. В некоторых районах Земли росы выпадает настолько много, что ее используют для водопоя животных.

Об инее

Это еще один вид осадков. На вопрос о том, как образуется иней, физика дает следующий ответ: в процессе десублимации газообразное вещество (в данном случае водяной пар) переходит в твердое состояние. Как мы уже говорили, в воздухе изначально присутствует влага. Деревья покрылись инеем вследствие того, что при оттепели происходит ее испарение, а потом, когда температура падает, все замерзает. Самым подходящим местом для образования красивых узоров является шероховатая поверхность с низкой проводимостью тепла, например, деревянная лавочка или открытая почва. Иней обычно появляется ночью, когда есть легкий ветерок. Он способствует тому, что влага во время испарения соприкасается с различными поверхностями. Чересчур ветреная погода, напротив, препятствует появлению иголочек инея.

Как образуется снег с точки зрения физики?

Без этого атмосферного осадка трудно представить зиму в средних широтах. Рассказывая, как образуются роса, иней, дождь и снег, нужно понимать, что последний представляет собой кристаллики льда. Они получаются в результате замерзания водяного пара. В облаках содержатся капли воды. Когда при низких температурах они замерзают, то образуются мелкие кристаллики льда. Во время падения они под воздействием ветра «склеиваются» друг с другом. Это и объясняет красивую форму снежинок. Каждая из них всегда имеет шесть лучей. Углы между ними могут равняться 60 или 120 градусам. Такая точность связана с особенностями конструкции молекулы воды. Двух одинаковых снежинок не бывает. Хруст, который мы слышим под ногами, проходя по заснеженным тропинкам, происходит из-за разлома кристаллов, из которых состоят хлопья этого атмосферного осадка.

С чем связан цвет снега?

Дети любят задавать разные вопросы об окружающем мире. Со временем люди перестают удивляться всему вокруг. Однако, отвечая на вопрос «как образуются роса, иней, дождь и снег», нельзя не заинтересоваться, почему последний кажется нам именно белым, ведь вода является прозрачной. И здесь на помощь приходит физика. Нас окружает электромагнитное излучение, большая часть волн которого недоступна невооруженному человеческому глазу. Солнечные лучи содержат видимый спектр, то есть семь основных цветов: фиолетовый, синий, голубой, зеленый, желтый, оранжевый и красный. Если слить их вместе, то получится… белый. Если предмет поглощает световые волны, то мы видим его черным. Если же он их полностью отражает, то прозрачным. Например, так происходит со льдом или водой. Апельсин является оранжевым, потому что он поглощает все цвета, кроме этого. Снег отражает весь видимый спектр. Поэтому он видится нам белым, как и солнечный свет. Вода и лед имеют более гладкую структуру, поэтому кажутся прозрачными. Рассматривая, как образуется снег, с точки зрения физики, можно понять, что по своей структуре он состоит из множества кристалликов воды, каждый из которых отражает свет под разным углом.

Почему идет дождь?

Объяснить это атмосферное явление с точки зрения физики достаточно легко. Сам процесс похож на образование снега, с той лишь разницей, что дождь идет при более высокой температуре воздуха. Водяной пар испаряется и несется к облакам. На высоте температура воздуха гораздо ниже. Поэтому пар превращается в ледяные кристаллики. Затем падает под действием силы земного притяжения. Во время полета кристаллики попадают под воздействие теплого воздуха и размораживаются. Когда они достигают поверхности земли, они уже являют собой капли воды. Их и называют дождем. Под воздействием ветровых потоков тучи могут переноситься на значительные расстояния. Иногда они преодолевают тысячи километров. Если в пути тучи сталкиваются друг с другом, то они объединяются. Когда их масса становится слишком высокой, начинает идти дождь. Интересно, что капли имеют идентичную форму. Они различаются только размером. Бывают капли, которые достигают даже шести миллиметров в диаметре. При столкновении с землей они разбиваются, создавая множество мелких. Больше всего дождей можно наблюдать в регионах с жарким тропическим климатом.

Из-за чего потеют окна?

Существует несколько вариантов появления конденсата. Например, он может появляться исключительно утром или только в зимнее время года. Отдельно нужно рассматривать ситуацию, когда вода скапливается на подоконнике. Или потеет окно в одной комнате, а в других этого не происходит. Появление конденсата идентично по своей природе процессу образования росы, который мы обсудили в начале статьи.

Осенние и зимние циклоны могут приносить снег, дождь, переохлажденный дождь, ледяной дождь.

В той части циклона, где расположен теплый атмосферный фронт, теплый воздух наползает на клин холодного воздуха, расположенный у земли. В результате перед приземной линией фронта получается «сэндвич с теплой начинкой», в котором между двумя холодными слоями воздуха, расположен теплый. Особый интерес представляет случай, когда температура в холодном воздухе отрицательная, а в теплом — положительная. В зоне такого атмосферного фронта, может наблюдаться широкий спектр осадков – от снега до дождя.

Снег идет перед фронтом, когда температура во всей толще тропосферы отрицательная.

Если осадки, начавшие выпадать в виде ледяных кристалликов/снежинок, проходят через расположенный ниже слой теплого воздуха, толщина которого достаточна для того, что бы они растаяли, они превращаются в водяные капли.

Если толщина слоя холодного воздуха, в который затем попадают капли, продолжая падать вниз, — большая, то они успевают покрыться ледяной оболочкой – образуется ледяной дождь.

Если слой холодного воздуха относительно тонкий и расположен у поверхности земли, то капли дождя, попадая в него, становятся переохлажденными, но не успевают замерзнуть до тех пор, пока не соприкоснутся с холодной поверхностью земли, проводов, веток деревьев и т.д. Это — переохлажденный дождь.

Если теплый слой воздуха простирается до поверхности земли осадки так и продолжают падать в виде дождя.

В зоне, где отмечаются переохлажденный дождь и ледяной дождь, — образуется гололед, который представляет собой ледяную корку, как на горизонтальных, так и на вертикальных (!) поверхностях. Гололед является опасным явлением, когда диаметр его отложений превышает 20 мм. Хотя проблемы начинают появляться, когда отмечается пока еще только сам факт гололеда – уже очень трудно передвигаться по поверхности, покрытой коркой льда (иногда коэффициент сцепление просто близок к «0»), автомобиль может покрыться коркой льда, и его трудно открыть и очистить стекла, не говоря уже о более серьезных вещах.

Если в теплом секторе температура повышается до положительных значений, нарастание гололеда прекращается и он быстро разрушается. Если температура не переходит в «+», то это очень плохо – гололед может сохраняться очень долгое время на проводах, ветках деревьев, на вертикальных поверхностях, где его трудно «извести» реагентами, как это было в конце декабря 2010 года в Центре ЕТР.

Часто зимой выпадает и мокрый снег. Снег, выпадающий при положительной температуре, близкой к 0°, когда снежинки частично подтаивают или когда вместе со снегом выпадает дождь. Снежинки мокрого снега обычно слипаются в хлопья.

Мокрый снег, налипая на провода и ветки деревьев, увеличивает нагрузку на них. Диаметр отложений мокрого снега, превышающий 35 мм, считается опасным. Мокрый снег наблюдается при положительной, близкой к нулю, температуре у земли, когда снежинки частично подтаивают или когда вместе со снегом выпадает дождь.

Интересно рассмотреть случай мокрого снега, когда распределение теплого и холодного воздуха по высоте противоположно тому, которое отмечается при выпадении переохлажденного дождя. В этом случае более холодный воздух находится над слоем более теплого воздуха. Здесь все зависит от температуры у поверхности земли и скорости ее понижения с высотой. Эти два фактора определяют толщину слоя с положительной температурой.

а) температура у поверхности земли небольшая, но понижается с высотой медленно. В этом случае нужна значительная толщина слоя с положительной температурой, чтобы снег полностью растаял;

б) температура у поверхности земли выше, но с высотой она быстро понижается, снег успевает растаять при меньшей толщине слоя.

Если его толщина менее 60 м, то почти 90% осадков будут выпадать в виде снега. Если высота слоя с положительной температурой около 275 м, то примерно половина осадков будет снегом, а половина – дождем. Если высота слоя с положительной температурой окажется выше 300 м, то вероятность выпадения снега будет меньше 50%.

В действительности в каждой конкретной синоптической ситуации возможны отступления от приведенных схем в зависимости от особенностей вертикального распределения температуры, относительной влажности воздушных масс, скорости перемещения и протяженности фронтальной зоны и т.д.

Все эти тонкости учитываются синоптиками при прогнозе фазы и интенсивности осадков. Но все же, что бы не создавать путаницы и не вводить в ступор потребителей, в прогнозах используют более общую типизацию осадков по фазе без большой детализации, ограничиваясь терминами «снег», «мокрый снег», «дождь», либо их сочетанием. Если ожидается вероятность выпадения переохлажденных осадков (дождя, мороси, ледяного дождя), которые образуют гололед, то в прогнозах звучит просто «гололед».

Такие явления предусматриваются в краткосрочных прогнозах погоды (на срок от 12 до 72 часов, или 3 суток).

(Более подробно в разделе Терминология прогнозов погоды)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *