Miks lumi külmas läigib? Miks lumi jalge all krõbiseb – kust tuleb krõbina hääl? Miks lumehelbed peale astudes krõmpsuvad?

18.10.2019

Lastele meeldib küsida erinevaid küsimusi, millele võib olla raske vastata. Saime juba teada, miks sadanud lumi valge värv. Esmapilgul on vastus sellele küsimusele väga lihtne. Aga tegelikult ei ole. Seekord räägime taas lumest, selgitame välja, miks see miinuskraadidel iseloomulikku häält teeb, krõbin või kriuksub.

Sellele küsimusele, miks lumi jalge all krõbiseb, vastamiseks peate esmalt aru saama, millega on tegu – lumega. Kõrgel maapinnast pilvede vahel vesi külmub ja muutub väikesteks kristallideks. Neid kristalle nimetatakse lumehelbeteks. Need on alati kuusnurga kujulised.

Pärast külmumist alustavad nad oma teekonda maapinnale ja selle käigus külmub üha rohkem kristalle igasse kuuesse nurka. See juhtub mõnda aega juhuslikult, seega on kahe identse lumehelbe leidmise tõenäosus äärmiselt väike. Igal lumehelves on oma ainulaadne suurus ja kuju.

Miks lumehelbed peale astudes krõmpsuvad?

See on väga lihtne – lumele vajutades puruneb palju kristalle üksteise vastu. Eriti huvitav on see, et krõbina tugevus sõltub õhutemperatuurist – mida külmem on, seda valjemini lumehelbed murduvad.

Seda seetõttu, et temperatuuri langedes muutuvad kristallid aina kõvemaks ja need purunevad kergemini. On veel üks hüpotees – krõmps tekib seetõttu, et lumehelbed hõõruvad üksteise vastu.

Aga kui me ühe lumehelbe kätte võtame ja ära murrame, siis ei kuule me mingit heli. Ta on väga vaikne ja keegi maailmas ei suuda teda eristada. Krõmpsuv efekt ilmneb ainult siis, kui korraga puruneb tohutu hulk jääkristalle. Seda heli kuuleme sellepärast, et korraga murdub nii palju lumehelbeid.

Kui temperatuur tõuseb, hakkavad kristallid muutuma veeks, neid on raskem purustada ja heli kaob.

Talvele mõeldes tundub see kujutluses alati valge. lumikate, mis ümbritseb kõike ümbritsevat, samas kui harva keegi mõtleb, miks see valge on.

Atmosfääris olevad veepiisad miinustemperatuuridel külmuvad ja muutuvad jääks, langedes lumena maapinnale. Jää on vesi tahkes olekus, see on iseenesest läbipaistev. Miks siis lumivalge on?

Lumehelvestel pole samuti värvi, kuid kui vaadata neid läbi suurendusklaasi, siis on näha, et nad näevad välja nagu kristallid, meenutades oma kuju poolest tavalist kuusnurka, mille servad on. Lumesaju ajal on just lumehelveste servad, mis peegeldavad valguskiiri, mis annavad lumele tavapärase valge värvi.

Maapinnal on lumikate lumehelveste kogum, mis asetsevad üksteisele väga tihedalt ja kaootiliselt. Koos peegeldavad nad valgust suurema jõuga, nii et isegi öösel, kui pinda päike ei valgusta, näeme lund valgena. Öösel valguskiirte allikaks on kuu, tähed, laternad.

Lumikatte "valgeduse" põhjus ei peitu aga mitte ainult jääkristallide tahkude võimes neile langevat valgust peegeldada, vaid ka nende pinna puhtuses. Põhimõte on see, et ükski lumehelves ei saa olla täiesti läbipaistev. Atmosfääris segunevad veepiisad erinevate osakestega (tolm, tööstusheitmed ja muud saasteained), mis on võimelised neelama peegeldumata valguskiiri.

Miks lumi sädeleb?

Sel juhul kehtib üldtuntud seadus: langemisnurk võrdne nurgaga peegeldused. Miljardid mikrokristallid, millel on tavalise kuusnurga kuju, neelavad Päikesekiired, murda neid ja seejärel peegeldada erinevates suundades ja alla erinevad nurgad nagu "päikesekiired". Seetõttu näeme, kuidas lumehelbed päikese käes sädelevad ja säravad.

Miks lumehelbed jalge all krigisevad ja krigisevad?

Läbi lume kõndides on sageli kuulda jalgade all krõbinat või kriginat. Selline heli saadakse seetõttu, et lumehelveste kristallid hõõruvad mehaanilise surve all üksteise vastu ja purunevad. Seda nähtust ei saa aga alati jälgida, vaid ainult teatud õhutemperatuuril.

Tõsiasi on see, et lumi kriuksub vaid 2–20 miinuskraadi juures ning erinevates temperatuurivahemikes kaasneb krigise ja krõbina eriline heli. Seda seletatakse asjaoluga, et tugeva pakase korral muutuvad lumehelveste kristallid tihedamaks ja tugevamaks ning temperatuuril 0 ° C ja kõrgemal kaotab lumikate oma tugevuse ja hakkab sulama.

Tegelikult kaasneb isegi ühe väikese lumehelbe purunemisega heli. Kuid see heli on nii nõrk, et inimese kuulmisorganid seda lihtsalt ei taju. Samal ajal kui triljonid lumehelbed murduvad, muutub heli palju tugevamaks ja inimene kuuleb selgelt lumele iseloomulikku praksumist.

Lumi on märk tõeline talv. See tekib väikeste vihmapiiskade külmumisel. Kohev valge lumi- tõeline ime. Lapsed teevad sellest lumememme, mängivad nendega lumepalle ja põhjapoolsed rahvad ehitada oma majad lumest. Paks lumekiht soojendab maad. See ei lase härmas õhku ligi ja hoiab mulla sügavuses positiivset temperatuuri.

Mis on lumi ja kuidas see tekib?

Kui rääkida teaduskeel siis lumi on vaade sademed. See tähendab, et taevast langeb lund jäätunud vihmana. Lumi on külm, valge ja kohev. See koosneb üksikutest lumehelvestest, mis näevad välja nagu kuueharulised tähed. Huvitav, kuidas lumi tekib?

Lume ilmumise esimene tingimus on külm. Temperatuur, mille juures vesi muutub jääks, on 0ºC. Kui väljas läheb külmaks, kattub vesi lompides ja järvedes jääga (külmub). Taevas sel ajal külmuda vihmapilved. Vihmapiisad muutuvad lumeks.

Teist lume tekkimise viisi nimetatakse teaduslikult aurustumiseks. Kuulake, kuidas läheb. Kui pesete riideid ja riputate need talvel õue, külmub märg lina kõigepealt ära ja muutub kõvaks. Mõne päeva pärast muutub leht pehmeks kuivaks lapiks. Mis juhtus? Esiteks muutus vesi linas jääks. See juhtus üsna kiiresti. Seejärel hakkas jää aurustuma: väikesed mikroskoopilised jäätükid murdusid lindist ja tõusid taevasse. Need jäätükid olid nii väikesed, et kuivavat lehte vaadates me nende lendu ei märganud.

Miks sajab lund?

Taevakõrgustes leidub palju väikseid jäätükke. Seal kogunevad nad lumepilve. Pilves on nii palju lumehelbeid, et nad ühinevad mitmeks tükiks. Mõned väikesed jäätähed moodustavad suure lumehelbe, mis muutub liiga raskeks ja kukub alla. Nii hakkab lund sadama.

Suure lumepilve moodustamiseks ühest märjast linast ei piisa. Jäätunud järvest, lombist või jõest kerkib taevasse palju pisikesi jäätükke. Sinna kogunevad nad suurtesse lumepilvedesse.

Tuul võib sellise pilve kaugele kanda. Näiteks seal, kus pole härmatist. Tänu tuulele võib lund sadada ka kohtades, kus järved ja jõed pole veel jäätunud.

Kuidas tekivad lumehelbed?

Kas olete kunagi näinud lumehelvest mikroskoobi all? See näeb välja nagu kuueharuline täht. Iga tärni ots koosneb valgest oksast, millel kasvavad väikesed valged oksad.

Neid harusid nimetatakse teaduslikult kristallideks. Need ristuvad lumetähe keskel. Iga lumehelves hakkab kasvama keskelt – lumeokste ristumiskohast. Lumehelbe kasv sarnaneb puu kasvuga: keskelt kasvab kuus tüve, millest igaühel hakkavad kasvama oksad. Tähed võivad olla erinevate okstega (pikad või lühikesed, jämedad või peenikesed), kuid lumetähel kasvab alati ainult 6 suurt oksa.

Kui vesi jões või lombis külmub, tekib jää. Jääl asuvad tähed lähestikku. Kui udu või pilv jäätub, asuvad tähed üksteisest teatud kaugusel. Kui tähti on liiga palju, on need mitmeks tükiks ühendatud ja kukuvad alla. Nii langeb lumi pilvedest välja ja katab teed, majad ja põllud. Kukkuvaid lumehelbeid kutsuvad täiskasvanud lumesadu.

Miks lumi jalge all krigiseb?

Kui tänaval on kerge pakane (-2 või -3 ºС), siis on sadanud lumes palju vett. Sellise lume kohta öeldakse, et see on “märg”. Märjast lumest on lihtne teha lumepalle ja lumememm, ehitada "kindlusi".

Kui pakane tugevneb (õhutemperatuur langeb -5 või -10 ºC), külmub lumi tugevamini ja muutub kuivaks. Kuivast lumest lumememme teha pole võimalik, aga ta kriuksub kõvasti jalge all. Miks kuiv lumi kriuksub?

Iga lumehelves on nagu väike täht. Kui astume lumele, murduvad jäistes lumehelvestes oksad. Nii et paljude lumehelveste purustamisel tekib krõks ja kriuks.

Lumi krigiseb igasuguse survega:

kui sellele peale astuti;
läks suuskadele;
sõitis kelkudel.

Lumi lakkab kriuksuma alles siis, kui see muutub peaaegu soojaks (õhutemperatuur läheneb 0ºC). Või kui ta oli tugevalt rulli keeratud (see juhtub küngastel, kus lumi veereb ja muutub jääks).

Kui lumi krigiseb väga valjult?

Lumi võib piiksuda valjemini või vaiksemalt. Millal läheb lume pring väga valjuks?

See juhtub siis, kui tugev pakane. Näiteks edasi kaugel põhjas-50ºC juures muutub lume prõks nii tugevaks, et seda on kuulda ka kõrvaltänavas.

Soojenemisel, kui õhutemperatuur läheneb 0ºC, kaob krõmps täielikult. Lumehelbed muutuvad pehmeks, nende jäistele okstele tekivad veepiisad, mis ei lase jäistel tähtedel kriuksuma.

Teadlased viivad läbi uudishimulikke katseid külmunud veega. Selgub, et vesi kuuleb meid ja reageerib õrnadele ja ebaviisakatele sõnadele erinevalt. Sellest räägib järgmine video.

Lapsed oskavad vanemaid ja teisi täiskasvanuid mõistatada küsimustega: “Miks on taevas meie kohal sinine?”, “Miks paistab päike?”, “Miks jõgi voolab?” ... Talvel lemmik beebi küsimus: "Miks lumi valge, krõbiseb ja krigiseb jalge all?" Ja selle huviga tasub kohe tegeleda, kuna praegune talv pole viimane ja kui nüüd teema maha vaikida, siis juba aasta pärast on see vanemate ees.

Lumevärv

Miks lumi jalge all krõbiseb, saame sellest veidi hiljem aru, kõigepealt otsustame küsimuse esimese osa üle. Lapsed, kes on selleks küpsed, teavad juba, et lumi on jäätunud vesi ehk jää. Jää on läbipaistev, seetõttu värvitu, miks on siis lumivalge?

Kui lumehelbe kinni püüda ja tähelepanelikult vaadata, on hästi näha, et ka see on enamasti läbipaistev. Värvi omandab see alles siis, kui selle servad peegeldavad valgust – pole vahet, kas on päikeseline või kunstlik. Ja kui lumehelbed oleksid korralikult virna laotud, tunduksid need läbipaistvad, välja arvatud see, et servad oleksid värvitud - taeva või lähima reklaamtahvli värviga. Lumi aga sajab suvaliselt, servad on erineva nurga all päikese käes, peegeldavad ja murravad seda, jällegi kaootiliselt. Selle tulemusena tajuvad silmad värskelt rünnatud lumehanget ideaalselt valgena (muidugi juhul, kui taevas pilvi pole).

Kui lumi krõbiseb

Nüüd jääb üle välja selgitada, miks lumi jalge all krigiseb. Pidades meeles, et lumehelbed on jäätükid, pole sellele küsimusele liiga raske vastata. Nende jääkristallid on üsna rabedad, kuigi kõvad. Neid avaldades (näiteks lumes kõndiva inimese massi all) lumehelbed hävivad, tekitades vaevukuuldava krõbina. Sellega kaasneb sama peaaegu (aga ainult peaaegu!) helitu krigin, mis tekib tillukeste jäätükkide üksteise vastu hõõrdumisest. Kui murduks ainult üks lumehelves, ei kuuleks inimkõrv nii väikest heli. Neid on aga kümneid tuhandeid ja isegi miljoneid – ja kriuksuv krõbin muutub kuuldavaks. Lisaks tekivad üksikute lumehelveste vahele pakasest lumehanges väga õhukesed ühendused-sillad, mis on küll silmale nähtamatud, kuid lisavad mürale oma noodi.

Kui lumi ei krigise

Alati ei ole järglased vastusega rahul: kas nad peavad seda ebamääraseks või ei lange see kokku nende maailmanägemusega. Hoopis sagedamini kerkivad aga teie selgitustest loogiliselt esile järgmised küsimused: "Miks siis pakasega lumi talla all krõbiseb ja kui pole väga külm, siis mitte?" Esiteks seetõttu, et lumehelbed muutuvad painduvamaks, elastsemaks ja ei purune kohe kerge külma korral - paljudel on aega surve all sulada. Samuti pole üksikute kristallide vahel hõõrdumist - see on "määritud" veega, millel pole aega külmuda. Ja kihtidevahelisi sildu ka ei moodustu, nii et pole midagi lõhkeda. Seetõttu ei teki läheduses kõndival lapsel küsimust: "Miks lumi jalge all krõbiseb". Tõsi, ainult järgmise külmani!

Lapsevanemad, kes selgitasid, miks lumi nende jalge all krõbiseb, ja kergendatult laubalt higi pühkisid, ei tohiks aga lõdvestuda. Peagi rõõmustab nende laps neid järgmise küsimusega – ja kes teab, kui edukalt on võimalik sellele vastata.

Lumi on üks sademete liikidest, mis teatud aastaajal esineb. Tekib kõrgel pilvedes. Väikesed veeosakesed kogunevad mikroskoopiliste tolmuosakeste ümber ja seejärel külmuvad. Saadud mikrojääde läbimõõt ei ületa esialgu 0,1 mm. Kukkudes nad kasvavad, ehitades üles oma keha õhu ja niiskuse kondenseerumise tõttu nende osadele. Langevate lumehelveste suurus ja pits sõltuvad pilve kõrgusest ja temperatuurist, millest need tekkisid. Aga miks sisse külm ilm lumi krõbiseb su jalge all?

Et mõista, miks lumi jalge all krigiseb, on alguses vaja mõista lumehelbe struktuuri.

Lumehelbe tekstuur

Vee molekulaarstruktuur on paigutatud nii, et lumehelbe moodustumisel võivad nurgad olla ainult 120 ja 60 kraadi. Lumehelbe äärtesse ja tippudesse tekivad uued kristalsed väljakasvud, mille peale külmuvad järgmised kihid. Nende protsesside tulemusena sünnivad erinevad hämmastavad vormid, kuid peaaegu kõik meenutavad tähe kuju.

Seotud materjalid:

Miks sulab lumi linnas kiiremini kui linnast väljas?

Lumehelveste põhikujud

Teadlased on tuvastanud mitu lumehelveste põhikuju:

Nõel - jääst valmistatud pikka nõela meenutav kristall, mõnikord on need õõnsad ja otsad hargnevad mitmeks kasvuks;
Täht – moodustis meenutab jääkiudude kudumisstruktuuri. Kiud on tavaliselt paigutatud suvalise hargnemisega;
Dendriidid – tekivad lumehelbekristallide sulandumise käigus, moodustades sümmeetrilisi hargnenud väljakasvu;
Kohev - lumehelbed, mis kaotasid teel mõned osad või purunesid täielikult. See juhtub mitmel põhjusel, üks neist on tugev tuul;
Veerg - suured lamedad lumehelbed, on kõige levinumad, meenutavad samba või pliiatsi kuju, tavaliselt kuusnurksed, terava otsaga;
Plaat – tuleb kroonlehe kujul, mis on jääribidega sektoriteks jagatud.

Mis määrab lumehelveste kuju?

Nende rühmade hulgas on 48 mitmesugused lumehelbe moodustumine. Lumehelveste kuju sõltub otseselt selle moodustumise keskkonna tingimustest. Esiteks mõjutab lumehelbe siluetti temperatuur, pilv on seda külmem, mida kõrgem ta on. Kui pilve temperatuur on suhteliselt kõrge – 30 kuni 0, siis meenutab lumehelbe moodustumine lameda kehaga kuusnurka. Temperatuuril -5 kuni -3 kraadi meenutavad lumehelbed nõelakujulisi kristalle. Alates -8 kuni -12 meenutab kuju jällegi lamedat kuusnurka ja temperatuuril -13 kuni -16 tekivad lumehelbed kristalsete tähtede kujul.