Miksi lumi rapistelee jalkojen alla, kun on kylmä? Mitä lumi on ja miksi se on valkoista? Mikä määrittää lumikiteen muodon

18.10.2019

Lumi narisee. Erittäin pakkasella sen narinaa kuuluu useiden kymmenien metrien päähän. Mikä tämän ilmiön aiheutti? 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 jatkuvan liikkeen seurauksena ilmakerroksissa, jossa se joko sulaa tai kiteytyy uudelleen muodostaen uusia säteitä epämuodostuneiden osien päälle.

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 selvitti, 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 kitisemisen syyt (crunch)

Edellisistä selityksistä on helppo arvata, että lumen narina on kiteitä, jotka katkeavat 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 jäävät ilman pinnalla pysyvästi olevaa vesivoiteluainetta - haihtumista.

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.

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 pitää ominaisen äänen, rypistää tai narisee pakkasella.

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 hajoavat 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 kovenevat ja kovempivat 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, niitä on vaikeampi rikkoa ja ääni katoaa.

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?

Taivaallisista 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 jäässä.

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 oksia 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. Tähtillä 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 lumisateeksi.

Miksi lumi narisee jalkojen alla?

Jos kadulla on lievää pakkasta (-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, oksat jäisissä lumihiutaleissa katkeavat. Joten kun useita lumihiutaleita murretaan, 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 rodistaminen on kovaa?

Tämä tapahtuu erittäin kylmässä. Esimerkiksi päällä kaukana pohjoisessa-50 ºC:ssa lumen narina tulee niin kovaa, 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.

Miten lumi syntyy?

Lumi on paljon kauniita kimaltelevia lumihiutaleita, jotka putoavat korkealta maahan.

Talvella tuuli ajaa pilviä maallemme lämpimien valtamerten ja merien puolelta. Maan yläpuolella pilvien jäähtyessä niihin muodostuu pieniä kiteitä, joiden pinnalle laskeutuu ja jäähtyy uusia höyryhiukkasia, jotka muuttuvat uusiksi jääkiteiksi. Tämä kuusikulmainen kristalli kasvaa, kehittyy koko ajan ja lopulta siitä tulee hämmästyttävän kaunis lumihiutale, jota ihailemme lumisateen aikana.

Miksi lumivalkoinen?

Jos katsomme lumihiutale, tämä pieni tähti, jonka läpi Auringonsäde, huomaamme, että se on väritön. Miksi sitten lumi on valkoista, jos se koostuu lumihiutaleista? Sillä kun lumi sataa, lumihiutaleet putoavat satunnaisesti päällekkäin, makaavat homogeenisessa massassa ja muuttuvat läpinäkymättömiksi, koska ne eivät pääse kokonaan läpi auringonsädettä. Auringonsäde on valkoinen, joten näemme lumen häikäisevän valkoisena.

Miksi lumi narisee jalkojen alla kylmällä säällä?

Tosiasia on, että jokainen lumihiutale on pieni kide. Kun astut lumen päälle, näiden kiteiden massa kutistuu, hankaa toisiaan vasten ja murtuu. Kun pakkanen on pieni, lumihiutaleet-kiteet astuvat lumelle, ne kutistuvat, mutta samalla osa lumihiutaleista sulaa ja muuttuu vedeksi. Vedestä tulee eräänlainen voiteluaine muille kiteille, eivätkä ne narise. Mutta sisään kovaa pakkasta lumihiutaleita ei sula ja kuuluu lumen narinaa - murskattujen lumikiteiden ääntä. Lisäksi mitä voimakkaampi pakkanen on, sitä korkeampi ääni.

("The First Encyclopedia of Little Whys")