Pakkanen ja lumi kolhii jalkojen alla. Mitä lumi on ja miksi se on valkoista? Miksi lumivalkoinen

Lumi on merkki oikea talvi. Se muodostuu pienten sadepisaroiden jäätyessä. Pörröinen valkoinen lumi- todellinen ihme. Lapset tekevät siitä lumiukkoja, leikkivät niiden kanssa lumipalloja ja pohjoiset kansat rakentaa talonsa lumesta. Paksu lumikerros lämmittää maata. Se ei päästä pakkasta ilmaa siihen ja ylläpitää positiivista lämpötilaa maaperän syvyyksissä.

Mitä lumi on ja miten se muodostuu?

Jos puhua tieteellinen kieli silloin lumi on näkymä sademäärä. Tämä tarkoittaa, että lunta sataa taivaalta jäätyneenä sateena. Lumi on kylmää, valkoista ja pörröistä. Se koostuu yksittäisistä lumihiutaleista, jotka näyttävät kuusisakaraisilta tähdiltä. Ihmettelen miten lunta syntyy?

Ensimmäinen edellytys lumen ilmestymiselle on kylmä. Lämpötila, jossa vesi muuttuu jääksi, on 0 ºC. Kun ulkona on kylmä, lätäköiden ja järvien vesi peittyy jäällä (jäätyy). Taivaalla tällä hetkellä jäätyä sadepilvet. Sadepisarat muuttuvat lumeksi.

Toista tapaa, jolla lunta muodostuu, kutsutaan tieteellisesti haihtumiseksi. Kuuntele kuinka käy. Jos peset vaatteet ja ripustat ne ulkona talvella, märkä lakana ensin jäätyy ja kovettuu. Muutaman päivän kuluttua arkki muuttuu pehmeäksi, kuivaksi liinaksi. Mitä tapahtui? Ensin levyssä oleva vesi muuttui jääksi. Se tapahtui melko nopeasti. Sitten jää alkoi haihtua: pienet mikroskooppiset jääpalat murtuivat levystä ja nousivat taivaalle. Nämä jäälautat olivat niin pieniä, että kuivauslevyä katsoessa emme huomanneet niiden lentoa.

Miksi sataa lunta?

Taivaan korkeuksista löytyy monia pieniä jäälauttoja. Siellä he kerääntyvät lumipilveen. Pilvessä on niin paljon lumihiutaleita, että ne yhdistyvät useiksi kappaleiksi. Muutamat pienet jäätähdet muodostavat suuren lumihiutaleen, joka tulee liian raskaaksi ja putoaa alas. Näin lumi alkaa.

Suuren lumipilven muodostamiseksi yksi märkä arkki ei riitä. Monet pienet jääpalat nousevat taivaalle jäätyneestä järvestä, lätäkköstä tai joesta. Siellä ne kerääntyvät suuriin lumipilviin.

Tuuli voi kantaa sellaisen pilven kauas. Esimerkiksi siellä, missä ei ole pakkasta. Tuulen ansiosta lunta voi sataa myös paikoissa, joissa järvet ja joet eivät ole vielä jäätyneet.

Miten lumihiutaleet muodostuvat?

Oletko koskaan nähnyt lumihiutaletta mikroskoopin alla? Se näyttää kuusisakaraiselta tähdeltä. Asteriskin jokainen pää koostuu valkoisesta oksasta, jolla kasvaa pieniä valkoisia oksia.

Näitä haaroja kutsutaan tieteellisesti kiteiksi. Ne leikkaavat lumitähden keskellä. Jokainen lumihiutale alkaa kasvaa keskustasta - paikasta, jossa lumen oksat leikkaavat. Lumihiutaleen kasvu on samanlainen kuin puun kasvu: keskeltä kasvaa kuusi runkoa, joista jokaisessa alkaa kasvaa oksia. Tähteillä voi olla erilaisia ​​oksia (pitkiä tai lyhyitä, paksuja tai ohuita), mutta lumitähdessä kasvaa aina vain 6 suurta oksaa.

Kun vesi joessa tai lätäkössä jäätyy, muodostuu jäätä. Tähdet jäässä sijaitsevat lähellä toisiaan. Kun sumu tai pilvi jäätyy, tähdet sijaitsevat jonkin matkan päässä toisistaan. Jos tähtiä on liikaa, ne yhdistyvät useiksi kappaleiksi ja putoavat alas. Joten lumi putoaa pilvistä ja peittää tiet, talot ja pellot. Putoavia lumihiutaleita aikuiset kutsuvat lumisadeeksi.

Miksi lumi narisee jalkojen alla?

Jos kadulla on pieni pakkas (-2 tai -3 ºС), sateellisessa lumessa on paljon vettä. He sanovat sellaisesta lumesta, että se on "märkää". Märästä lumesta on helppo tehdä lumipalloja ja lumiukko, rakentaa "linnoituksia".

Kun pakkanen voimistuu (ilman lämpötila laskee -5 tai -10 ºC), lumi jäätyy kovemmin ja kuivuu. Kuivasta lumesta on mahdotonta tehdä lumiukkoa, mutta se narisee kovaa jalkojen alla. Miksi kuiva lumi narisee?

Jokainen lumihiutale on kuin pieni tähti. Jos astumme lumen päälle, jäisissä lumihiutaleissa oksat katkeavat. Joten kun useita lumihiutaleita rikotaan, muodostuu rypistystä ja narinaa.

Lumi narisee millä tahansa paineella:

• jos sen päälle astuttiin;
• meni suksille;
• ajanut kelkillä.

Lumi lakkaa narisemasta vasta kun se lämpenee melkein (ilman lämpötila lähestyy 0 ºC). Tai kun hän oli voimakkaasti rullattu (tämä tapahtuu kukkuloilla, joissa lumi rullaa ja muuttuu jääksi).

Kun lumi narisee kovaa?

Lumi voi vinkua kovempaa tai hiljaisempaa. Milloin lumen roiskuminen on kovaa?

Tämä tapahtuu, kun kovaa pakkasta. Esimerkiksi päällä kaukana pohjoisessa-50ºC:ssa lumen rysähdys tulee niin kovaksi, että se kuuluu viereiselle kadulle.

Lämpenemisen myötä, kun ilman lämpötila lähestyy 0 ºC, crunch katoaa kokonaan. Lumihiutaleet pehmenevät, niiden jäisille oksille ilmestyy vesipisaroita, mikä estää jäisiä tähtiä narisemasta.

Tiedemiehet tekevät mielenkiintoisia kokeita jäätyneellä vedellä. Osoittautuu, että vesi kuulee meidät ja reagoi eri tavalla lempeisiin ja töykeisiin sanoihin. Siitä seuraava video kertoo.

Lapset rakastavat kysyä erilaisia ​​kysymyksiä, joihin voi olla vaikea vastata. Olemme jo saaneet selville, miksi lumi on satanut valkoinen väri. Ensi silmäyksellä vastaus tähän kysymykseen on hyvin yksinkertainen. Mutta itse asiassa se ei ole. Tällä kertaa puhutaan taas lumesta, selvitetään, miksi se tekee ominaisen äänen, rypistää tai narisee pakkasessa.

Vastataksesi tähän kysymykseen, miksi lumi narisee jalkojen alla, sinun on ensin ymmärrettävä, mistä on kyse - lumesta. Korkealla maanpinnan yläpuolella, pilvien joukossa, vesi jäätyy ja muuttuu pieniksi kiteiksi. Näitä kiteitä kutsutaan lumihiutaleiksi. Ne ovat aina kuusikulmion muotoisia.

Jäätymisen jälkeen he aloittavat matkansa maahan, ja prosessissa yhä enemmän kiteitä jäätyy jokaiseen kuuteen kulmaan. Tämä tapahtuu satunnaisesti jonkin aikaa, joten todennäköisyys löytää kaksi identtistä lumihiutaletta on erittäin pieni. Jokaisella lumihiutaleella on oma ainutlaatuinen kokonsa ja muotonsa.

Miksi lumihiutaleet rapsuvat, kun päälle astutaan

Se on hyvin yksinkertaista - kun lunta puristetaan, monet kiteet rikkoutuvat toisiaan vasten. Erityisen mielenkiintoista on, että crunch-äänen voimakkuus riippuu ilman lämpötilasta - mitä kylmempää on, sitä kovemmin lumihiutaleet rikkoutuvat.

Tämä johtuu siitä, että kun lämpötila laskee, kiteet muuttuvat kovemmiksi ja kovemmiksi ja ne rikkoutuvat helpommin. On toinenkin hypoteesi - crunch tapahtuu, koska lumihiutaleet hankaavat toisiaan vasten.

Mutta jos poimimme ja rikkomme yhden lumihiutaleen, emme kuule ääntä. Hän on hyvin hiljainen, eikä kukaan maailmassa voi erottaa häntä. Crunch-vaikutus ilmenee vain, kun valtava määrä jääkiteitä rikkoutuu kerralla. Koska niin monet lumihiutaleet murtuvat samaan aikaan, kuulemme tämän äänen.

Jos lämpötila nousee, kiteet alkavat muuttua vedeksi, niiden rikkominen on vaikeampaa ja ääni katoaa.

Lumi on yksi sadetyypeistä, joita esiintyy tiettynä vuodenaikana. Se muodostuu korkealle pilviin. Pienet vesihiukkaset kerääntyvät mikroskooppisten pölyhiukkasten ympärille ja jäätyvät sitten. Tuloksena olevat mikrojäät eivät aluksi ole halkaisijaltaan yli 0,1 mm. Pudotessaan alas ne kasvavat ja rakentavat kehoaan ilman ja kosteuden tiivistymisen vuoksi niiden osiin. Putoavien lumihiutaleiden koko ja pitsi riippuvat sen pilven korkeudesta ja lämpötilasta, josta ne muodostuivat. Mutta miksi sisään kylmä sää lumi narisee jalkojesi alla?

Ymmärtääksesi miksi lumi narisee jalkojen alla, sinun on aluksi ymmärrettävä lumihiutaleen rakenne.

Lumihiutale rakenne

Veden molekyylirakenne on järjestetty siten, että lumihiutaleen muodostuksessa kulmat voivat olla vain 120 ja 60 astetta. Lumihiutaleen reunoihin ja latvoihin muodostuu uusia kiteisiä kasvaimia, joiden päälle jäätyvät seuraavat kerrokset. Näiden prosessien seurauksena syntyy erilaisia ​​hämmästyttäviä muotoja, mutta melkein kaikki muistuttavat tähden muotoa.

Aiheeseen liittyvät materiaalit:

Miksi lumi sulaa kaupungissa nopeammin kuin kaupungin ulkopuolella?

Lumihiutaleiden perusmuodot

Tutkijat ovat tunnistaneet useita lumihiutaleiden perusmuotoja:

1. Neula - kide, joka muistuttaa pitkää jäästä valmistettua neulaa, joskus ne ovat onttoja ja päät haarautuvat useiksi kasvatuksiksi;
2. Tähti - muodostus muistuttaa jääkuitujen kudontarakennetta. Kuidut on yleensä järjestetty mielivaltaiseen haarautumiseen;
3. Dendriitit - muodostuvat lumihiutalekiteiden fuusion aikana muodostaen symmetrisiä haarautuneita kasvuja;
4. Pörröinen - lumihiutaleet, jotka menettivät joitain osia matkan varrella tai rikkoutuivat kokonaan. Tämä tapahtuu useista syistä, joista yksi on voimakas tuuli;
5. Pylväs - suuret litteät lumihiutaleet, ovat yleisimpiä, muistuttavat sarakkeen tai kynän muotoa, yleensä kuusikulmainen, kärjessä;
6. Levy - tulee terälehden muodossa, joka on jaettu sektoreihin jääkylkien avulla.

Mikä määrittää lumihiutaleiden muodon?

Näistä ryhmistä on 48 monenlaisia lumihiutaleen muodostuminen. Lumihiutaleiden muoto riippuu suoraan ympäristön olosuhteista, jossa se muodostuu. Ensinnäkin lämpötila vaikuttaa lumihiutaleen siluettiin, pilvi on kylmempää mitä korkeampi se on. Jos pilven lämpötila on suhteellisen korkea - 30 - 0, lumihiutaleen muodostuminen muistuttaa kuusikulmiota, jossa on litteä runko. -5 - -3 asteen lämpötilassa lumihiutaleet muistuttavat neulan muotoisia kiteitä. -8 - -12, muoto muistuttaa jälleen litteää kuusikulmiota, ja lämpötiloissa -13 - -16 lumihiutaleet muodostuvat kiteisten tähtien muodossa.

Aiheeseen liittyvät materiaalit:

Miksi lumivalkoinen?

Miksi lumi narisee?

Kuten edellä on kuvattu, lumi on muodostuma erilaisista pienistä kiteistä. Lumihiutaleen rungossa, kiteiden joukossa, on myös ilmaa. Kun tietty määrä lunta puristetaan, se tihenee, koko ilman koostumus siirtyy ja lumihiutalekiteet murtuvat toisiaan vasten. P Kun kristalli hierotaan ja rikkoutuu, se lähettää äänen, jonka ihmiskorva näkee narinana tai narinana. Tätä ääntä ei aina kuulla.

Lumi narisee. Erittäin pakkasella sen narinaa kuuluu useiden kymmenien metrien päähän. Mikä aiheutti tämän ilmiön? Miksi äänet kovenevat ja heikkenevät lämpötilan muuttuessa?


Osoittautuu, että narina on seuraus erityinen rakenne lunta, ja kun lämpötila nousee / laskee, tämä rakenne muuttuu ja äänet muodostuvat jo erilaisia.

Lumihiutaleet: koulutus ja rakenne

Lumi "koostuu" yksittäisistä lumihiutaleista - kiteisistä muodostelmista, jotka koostuvat jäätyneestä vedestä (noin 5%) ja ilmasta (noin 95%). Koostumus määrittää niiden hauraus, keveys ja erittäin alhainen lujuus, ja hallitseva osuus ilman -.

Tiedemiehet ovat tutkineet yksityiskohtaisesti lumihiutaleiden muodostumisprosessia. Maan pinnalta haihtuva vesi nousee höyryn muodossa ilmakehään, jossa se jäähtyy ja keskittyy pisaroiksi muodostaen sadepilviä.

Merkittävällä jäähdytyksellä mikroskooppiset pisarat, jotka ovat kosketuksissa pölyhiukkasten kanssa, jäätyvät muodostaen kuusipisteisiä kiteitä.

Pölystä, samoin kuin savuhiukkasista, jopa hyönteisistä tulee kiteytymisen ydin. Lumitutkija A. D. Zamorsky puhuu lumihiutaleesta, jonka ytimessä oli pieni kääpiö- jäätyneen hyönteisen ympärille on kasvanut kristalli.

Lumihiutaleen pääkiteen kuusikärkisyys johtuu vesimolekyylin erikoisuudesta, jonka vuoksi säteiden välinen kulma voi olla vain 120 ° tai 60 °. Mutta jokainen meistä katsoessaan lumihiutaletta näki kuinka paljon monimutkaisempi ja kauniimpi sen kuvio on kuin tavallinen kuusikulmio. Kuvioituminen johtuu muiden kiteiden kasvusta pääpalkeissa omilla kulmillaan.


Siellä on myös epäsäännöllisen muotoisia lumihiutaleita. Se muodostui lumen jatkuvasta liikkeestä ilmakerroksissa, missä se joko sulaa tai kiteytyy uudelleen muodostaen uusia säteitä epämuodostuneisiin osiin.

1900-luvun puolivälissä Snow and Ice Commission, joka on osasto Kansainvälinen liitto tieteellinen hydrologia, joka on hyväksytty kansainväliseksi perusluokitukseksi. Asiantuntijat ovat jakaneet kaikki lumihiutaleet kymmeneen suuria ryhmiä. Jokainen voidaan nyt määritellä johonkin luokista:

- tähdet tai dendriitit;

- spatiaaliset (kompleksiset) dendriitit;

- epäsäännölliset kiteet;

- lautaset;

- sarakkeet;

- kruunatut pylväät;

- rakeita;

- jyviä;

— jäätävä sade.

Jokaisessa luokassa erotetaan alalajit, esimerkiksi rikkoutuneet kiteet, monimutkaiset hiukkaset monista kiteistä, pakkashiukkasista ja monista muista.


Luokituksen haittana on, että siinä ei oteta huomioon lumipeitteen lumijyvien rakenteen muotoa, joka on vieläkin monimutkaisempi ja monipuolisempi.

Mikä määrittää lumikiteen muodon?

Professori-tutkija U. Nakaya, Hokkaidon yliopiston työntekijä, on käsitellyt tätä asiaa koko ikänsä. 1900-luvun alussa, vuonna 1936, hän sai pienessä laboratoriossaan ensimmäisenä maan päällä ulkonäöltään keinolumihiutaleen.

Alueella olevien japanilaisten "lumimestarin" muistoksi entinen laboratorio perustettiin puisto, johon muistomerkki pystytettiin.

Professori havaitsi, että lumikiteen muoto riippuu ilman kosteuspitoisuudesta ja sen lämpötilasta. Joten kauneimmat lumihiutaleet - tähdet - muodostuvat kapealla alueella -14 ° С - -17 ° С.

U. Nakaya hankki ja vahvisti toistuvasti kaikki tiedot kokeellisesti. Prosessi ei ole saanut teoreettista perustetta ja tulkintaa ja odottaa löytämistään.

Lumen narisemisen syyt (crunch)

Edellisistä selityksistä on helppo arvata, että lumen narina on kiteitä, jotka rikkoutuvat painettaessa. Kun astumme lumihiutaleille, niiden erittäin hauraat säteet katkeavat.

Kiteiden kitka toisiaan vasten aiheuttaa ylimääräistä narinaa. Lumi narisee erityisen kovaa pakkasella - 1000-1600 Hz, kun kiteet saavuttavat (niille) lisääntyneen kovuuden ja haurauden ja menettävät niiden pinnalla pysyvästi läsnä olevan vesivoiteluaineen - haihtumisen.

Lämpötilan noustessa lumi sulaa, haihtuminen lisääntyy, vesi pehmentää kiteiden kitkaa ja itse lumihiutaleet muuttuvat vähemmän hauraiksi - "pehmeiksi". Painettaessa ne murtuvat ja murenevat. "Pehmeiden" kiteiden tuhoutumisesta aiheutuva ääni on alueella 250-400 Hz. Kun lämpötila kohoaa -6 °C:seen tai sen yläpuolelle, rypistys ja narina heikkenevät huomattavasti täydellinen katoaminen.


Jos lumi paakkuuntuu tai lumihiutaleet sulavat kuoreksi, niiden väliset sidokset vahvistuvat paljon ja ne pystyvät murenemaan jopa 0 °C:ssa. Totta, se näyttää hieman narinalta, pikemminkin kahinalta tai tietyltä ääneltä.