Каждый раз с приходом зимы и выпадением снега мы переживаем какой-то эмоциональный всплеск. Белое покрывало, накрывшее город, дремучие леса и перелески, бескрайние поля и широкие реки и укутавшее деревья в причудливо мерцающие на солнце одежды, не оставит равнодушным ни ребенка, ни взрослого. В детстве мы могли часами сидеть у окна и наблюдать за тем, как, медленно кружась, пролетают мимо снежинки и тихо опускаются на землю... Мы часто рассматривали их структуру, пытаясь найти две одинаковые, не переставая удивляться красоте и сложности этого волшебного великолепия.
Снежная зима всегда наполняет детскую душу чувством радости и необъяснимого восторга. Со временем, когда ребенок взрослеет, это чувство притупляется, однако все равно где-то в глубине души все замирает, и мы наслаждаемся красотой, спящей под белым покрывалом природы. Малыши часто спрашивают у родителей: "А что такое снег?" Взрослые обычно отвечают односложно, мол, это замерзшая вода. В нашей статье мы попробуем разобраться не только с вопросом о том, что такое снег, но и рассмотрим его свойства, причем как со стороны науки, так и со стороны поэзии.
Что говорят энциклопедии?
Словарь Даля отвечает на вопрос о том, что такое снег, следующим образом: это замерзшие пары воды, которые опадают в виде хлопьев, клочков с облаков; рыхлый лед, который заменяет зимой дождь. Как видите, разъяснение довольно скупое. Всезнающая Википедия тоже немногословна, она гласит, что снег - это форма атмосферных осадков, которая состоит из мелких ледяных кристаллов. Энциклопедический словарь сообщает следующие: снег представляет собой твердые атмосферные осадки, которые состоят из ледяных кристаллов, отличающихся различной формой; снежинки чаще всего имеют форму шестиугольных пластинок или звезд; выпадают, когда температура воздуха опускается ниже нуля градусов по Цельсию. Получается, что все словари и энциклопедии говорят одно и то же, однако ясности в вопрос о том, что такое снег, они не вносят. В таком случае обратимся к точным наукам.
Историческая справка
Откуда берется снег? Из чего он состоит? Какова его температура? Этими и многими другими вопросами, связанными с данным природным явлением, ученые всего мира интересуются очень давно. Так, еще в 1611 году астролог и астроном Кеплер издал научный трактат, имеющий название «О шестиугольных снежинках». Автор весьма прагматично изучил кристаллы снега по всей строгости геометрии. Его работа легла в основу такой науки, как теоретическая кристаллография. Другой известный деятель семнадцатого века, французский математик и философ Рене Декарт, также занимался исследованием формы снежинок. Им был написан в 1635 году этюд, который впоследствии включен в работу «Опыт о метеорах». В дальнейшем вопрос о том, из чего состоит снег, рассматривался учеными всего мира бесчисленное количество раз.
А изучают ли это явление современные ученые?
Сегодня даже в детских садах малышам рассказывают, что снежинки имеют форму шестиугольников, что их узор уникален и что не существует одинаковых снежинок. Казалось бы, уже известно все: при какой температуре тает снег, при какой идет, а также многое другое. И тем не менее ученые не потеряли интерес к этому чуду природы и до сих пор изучают процессы образования снежинок. Оказывается, они формируются вокруг так называемых ядер кристаллизации, и, что самое интересное, ими могут быть мельчайшие частицы пыли, сажи, пыльцы растений и даже споры.
Качество снега, воспетое поэтами
Скрип – это интереснейший эффект. Его можно услышать только в исключительно морозную погоду. Так, если будет стоять относительно теплый денек, то снежный покров будет безмолвен. И совсем иначе он ведет себя во время настоящей зимней стужи. Люди давно заметили: чем ниже температура снега и воздуха, тем выше тон скрипа. Ученые смогли выяснить, что этот эффект возникает в результате раздавливания микроскопических кристаллов льда. Когда температура снега опускается, эти кристаллики становятся более хрупкими и твердыми, вот они и издают скрипящий звук, ломаясь под колесами автомобилей и нашими ногами. Если раздавить один такой кристалл, то мы ничего не услышим в силу его незначительных размеров. Такие тонкие звуки человеческое ухо не в состоянии уловить. А вот объединившись, кристаллы способны создать исключительный музыкальный фон. Вот этот самый скрип и воспевают поэты в своих произведениях.
Почему идет снег или дождь?
Выпадение осадков связано с нарушением равновесия (устойчивости) облачных масс, которые состоят из множества элементов разных структур и размеров. Чем однороднее этот состав, тем устойчивее облако, и, соответственно, тем дольше оно не будет давать осадков. В каком виде они упадут на землю, зависит от температуры воздушной массы в подоблачном слое, а также высоты и структуры самого облака (как правило, она бывает смешанной, то есть состоит из капель охлажденной воды и ледяных кристаллов). Разберемся, что из этого следует. Выпадая из облака, эта смесь на пути к поверхности планеты проходит через подоблачные массы. Если температура при этом достаточно высока, то кристаллы льда тают и превращаются в обычный дождь с положительной температурой капель. Иногда, при условии небольшой высоты облаков, снежинки могут не успеть растаять полностью, в таком случае выпадает мокрый снег. Вот почему в периоды межсезонья могут выпадать смешанные осадки. Если температура подоблачной массы отрицательная, то в таком случае идет простой снег.
Почему иногда выпадает снег летом, а дождь зимой?
Мы разобрали, при какой температуре идет снег, а при какой - дождь. Однако иногда случаются невероятные явления, например, летом может выпасть снег, а зимой - пойти дождь. Чем объясняются подобные катаклизмы? Давайте попробуем понять, почему такое происходит. Ученые это явление объясняют отклонением от нормального хода развития процессов в атмосфере. Так, в зимнее время в средние широты могут попасть массы весьма богатого влагой теплого воздуха, движущиеся из бассейнов теплых южных морей. В результате начинаются оттепели, которые проявляются в таянии выпавшего снега, а также выпадении осадков в виде дождя. В летнее время можем наблюдать обратную ситуацию, то есть на юг могут прорваться холодные воздушные массы из Арктики. При отступлении теплого фронта формируется весьма мощная облачность, на линии раздела двух воздушных масс с различной температурой осадки бывают очень обильными. Сначала в виде дождя, а далее, при последующем похолодании и при условии низкой облачности, в виде простого или мокрого снега. В южных регионах это случается редко, при этом температура на поверхности земли остается положительной.
Снежные рулоны - что это за аномалия?
Впервые увидав это чудо природы, вы решите, что это творение рук человека. На самом же деле такие дорожки или рулоны крутит сама природа. Это довольно редкое метеорологическое явление. Снежные рулоны создает ветер, катающий снег до тех пор, пока он не наберет в весе и размере. Обычно такие фигуры имею форму цилиндров, но бывают и исключения. Данное явление можно наблюдать только в регионах с сильным порывистым ветром, легкими влажным снегом и только на открытой местности. Снежные рулоны перекатываются по степи, как пустые бочки. Их размер может достигать 30 см в диаметре и 30 см в ширину. Фактически на заснеженном поле могут возникнуть одновременно сотни отдельных рулетов. За каждым из них остается след – своеобразная дорожка, которая указывает траекторию пройденного пути. Снежные рулоны часто образуются при прохождении зимних штормов, когда ветер сильный, а снег свежий. Температура воздуха при этом должна быть близкой нулю.
Процесс формирования снежных рулетов
Происходит это следующим образом: поверхность земли должна быть покрыта притертой ледяной коркой, либо старым слежавшимся снегом, в таком случае падающие снежинки с нижележащим слоем имеют слабое сцепление. При этом нижний слой должен иметь отрицательную температуру, а верхний - положительную (немного выше нуля градусов). Тогда свежий снег будет обладать высокой «липучестью». Оптимальной температурой считается минус два градуса для нижнего слоя и плюс два - для верхнего. Порывистый ветер должен иметь скорость более 12 м/с. Формирование рулона начнется, когда ветер «выкопает» кусочек снега. Далее образовываются маленькие комочки, катящиеся по полю под действием ветра, обрастая с каждым метром все большим слоем влажного снега. Когда рулон станет слишком тяжелым, он останавливается. Так что его размер напрямую зависит от скорости воздушного потока.
Интересные факты о снеге
1. Снежинка на 95% состоит из воздуха. Благодаря этому она падает очень медленно, со скоростью 0,9 км/ч.
2. Белый цвет снега объясняется наличием в его структуре воздуха. При этом лучи света отражаются от границы ледяного кристалла с воздухом и рассеиваются.
3. В истории зафиксированы случаи выпадения цветного снега. Так, в 1969 году в Швейцарии выпал черный снег, а 1955 году в Калифорнии - зеленый.
4. В высоких горах и Антарктике можно встретить снежный покров розового, красного, фиолетового, желтовато-бурого цветов. Этому способствует существо – хламидомонада снежная, которая проживает в снегу.
5. При падении снежинки в воду она издает сильный высокочастотный звук. Человеческое ухо не способно его уловить, а вот рыбы могут, и, если верить ученым, он им сильно не нравится.
6. В нормальных условиях снег тает при температуре нуль градусов Цельсия. Однако при попадании на него солнечных лучей он может испариться и при минусовой температуре, при этом минуя жидкую форму.
7. В зимний период снег отражает от земной поверхности до 90% солнечных лучей, тем самым не давая ей прогреться.
8. В 1987 году в Форт-Кое (США) зафиксирована самая большая снежинка в мире. Ее диаметр составил 38 см.
В заключение
Вот мы и разобрали это погодное явление, которое так скупо описывают энциклопедии и словари. Теперь мы знаем, при какой температуре тает снег, при какой идет, как, когда и почему возникают снежные рулоны и многое другое, связанное с этим красивейшим вестником и спутником зимы.
