Kāpēc sniegs ir balts un kraukšķīgs. Kāpēc sniegs gurkst zem kājām - no kurienes nāk “krakšķ” skaņa? Kā rodas sniegs

18.10.2019

Kā rodas sniegs?

Sniegs ir daudz skaistu dzirkstošu sniegpārslu, kas nokrīt no augstuma uz zemi.

Ziemā vējš uz mūsu zemi dzen mākoņus no silto okeānu un jūru puses. Virs zemes, mākoņiem atdziestot, tajos veidojas mazi kristāliņi, un uz to virsmas nosēžas un atdziest jaunas tvaiku daļiņas, kas pārvēršas jaunos ledus kristālos. Šis sešstūrains kristāls visu laiku aug, attīstās un, visbeidzot, kļūst par pārsteidzoši skaistu sniegpārsliņu, kuru mēs apbrīnojam sniegputenī.

Kāpēc snieg balta krāsa?

Ja paskatāmies uz sniegpārsliņu, uz šo mazo zvaigzni, kurai cauri iziet saules stars, mēs pamanīsim, ka tā ir bezkrāsaina. Tad kāpēc sniegs ir balts, ja tas sastāv no sniegpārslām? Jo, sniegot, sniegpārslas nejauši krīt viena virs otras, saguļas viendabīgā masā un kļūst necaurredzamas, jo nevar pilnībā izlaist cauri saules staru. Saules stars ir balts, tāpēc mēs redzam sniegu kā žilbinoši baltu.

Kāpēc aukstā laikā sniegs čīkst zem kājām?

Fakts ir tāds, ka katra sniegpārsla ir mazs kristāls. Uzkāpjot uz sniega, šo kristālu masa saraujas, beržas viens pret otru un saplīst. Kad sals ir neliels, tad, kāpjot uz sniega, sniegpārslas-kristāliņi saraujas, bet tajā pašā laikā daļa sniegpārslu izkūst un pārvēršas ūdenī. Ūdens kļūst par sava veida smērvielu pārējiem kristāliem, un tie nečīkst. Bet iekšā ciets sals nav sniegpārslu kušanas un ir dzirdama sniega čīkstēšana - troksnis no drupinātiem sniega kristāliem. Turklāt, jo stiprāks sals, jo augstāka ir skaņa.

(No "Pirmās mazo iemeslu enciklopēdijas")

Pastkarte ar sniegpārslām

Un tagad, mans draugs, uztaisīsim kartiņu ar sniegpārsliņu un iedosim vecmāmiņai.

Mamma pati var nogriezt sniegpārsliņu,

un mazulis - līmi uz sagataves.

Gatavs!

Priecīgu otro Adventes svētdienu, draugi!

Kristīna,
klubs "Attīstošās mājas"

Domājot par ziemu, tā vienmēr iztēlē parādās balta. sniega sega, aptverot visu apkārtējo, kamēr reti kurš aizdomājas, kāpēc ir balts.

Ūdens pilieni atmosfērā, mīnusā temperatūrā, sasalst un pārvēršas ledū, nokrītot uz zemes sniega veidā. Ledus ir ūdens cietā stāvoklī, tas pats par sevi ir caurspīdīgs. Tad kāpēc sniegs ir balts?

Sniegpārslām arī nav krāsas, taču, paskatoties uz tām caur palielināmo stiklu, var redzēt, ka tās izskatās pēc kristāliem, kas pēc formas atgādina regulāru sešstūri ar malām. Snigšanas laikā tieši sniegpārslu malas atstaro gaismas starus, kas sniegam piešķir ierasto balto krāsu.

Uz zemes sniega sega ir sniegpārslu kopa, kas haotiskā veidā atrodas ļoti cieši viena pie otras. Kopā tie atstaro gaismu ar lielāku spēku, tāpēc pat naktī, kad virsmu neapgaismo saule, mēs redzam sniegu baltu. Gaismas staru avots naktī ir mēness, zvaigznes, laternas.

Tomēr sniega segas "baltuma" cēlonis slēpjas ne tikai ledus kristālu seju spējā atstarot uz tiem krītošo gaismu, bet arī to virsmas tīrībā. Būtība ir tāda, ka neviena sniegpārsla nevar būt pilnīgi caurspīdīga. Atmosfērā ūdens pilieni sajaucas ar dažādām daļiņām (putekļiem, rūpnieciskajām emisijām un citiem piesārņotājiem), kas spēj absorbēt neatstarotos gaismas starus.

Kāpēc sniegs mirdz?

Šajā gadījumā tiek piemērots labi zināms likums: krišanas leņķis vienāds ar leņķi pārdomas. Absorbējas miljardiem mikrokristālu, kuriem ir regulāra sešstūra forma saules stari, lauziet tos un pēc tam atspoguļojiet dažādos virzienos un zemāk dažādi leņķi kā "saules stari". Tāpēc mēs redzam, kā sniegpārslas dzirkstī un mirgo saulē.

Kāpēc sniegpārslas kraukšķ un čīkst zem kājām?

Ejot pa sniegu, bieži var dzirdēt čīkstēšanu vai čīkstēšanu zem kājām. Šāda skaņa tiek iegūta, jo sniegpārslu kristāli mehāniskā spiedienā berzē viens pret otru un saplīst. Taču šo parādību var novērot ne vienmēr, bet tikai pie noteiktas gaisa temperatūras.

Fakts ir tāds, ka sniegs čīkst tikai temperatūrā no 2 līdz 20 grādiem zem nulles, un dažādos temperatūras intervālos čīkstēšanu un krakšķēšanu pavada īpaša skaņa. Tas izskaidrojams ar to, ka stipra sala laikā sniegpārslu kristāli kļūst blīvāki un stiprāki, un 0 ° C un augstākajā temperatūrā sniega sega zaudē spēku un sāk kust.

Patiesībā pat vienas mazas sniegpārsliņas plīsumu pavada skaņa. Bet šī skaņa ir tik vāja, ka cilvēka dzirdes orgāni to vienkārši neuztver. Kamēr lūst triljoniem sniegpārslu, skaņa kļūst daudz spēcīgāka un cilvēks skaidri sadzird sniegam raksturīgo sprakšķēšanu.

Bērni prot mulsināt vecākus un citus pieaugušos ar jautājumiem: “Kāpēc debesis virs mums ir zilas?”, “Kāpēc spīd saule?”, “Kāpēc plūst upe?” ... Ziemā iecienīts mazuļa jautājums: "Kāpēc sniegs ir balts, čīkst un čīkst zem kājām?" Un ar šo interesi ir vērts pievērsties uzreiz, jo pašreizējā ziema nav pēdējā, un, ja tagad pieklusināsi šo jautājumu, tad jau pēc gada tā saskarsies ar vecākiem.

Sniega krāsa

Kāpēc sniegs kraukšķ zem kājām, mēs to sapratīsim nedaudz vēlāk, vispirms izlemsim par jautājuma pirmo daļu. Bērni, kas tam ir nobrieduši, jau zina, ka sniegs ir sasalis ūdens, tas ir, ledus. Ledus ir caurspīdīgs, tāpēc bezkrāsains, kāpēc tad sniegbalts?

Noķerot sniegpārsliņu un to uzmanīgi aplūkojot, var viegli redzēt, ka arī tā lielākoties ir caurspīdīga. Krāsu tas iegūst tikai tad, kad tā malas atstaro gaismu – nav svarīgi, vai tā ir saulaina vai mākslīga. Un, ja sniegpārsliņas būtu glīti saliktas, tās liktos caurspīdīgas, izņemot to, ka malas būtu nokrāsotas - debesu vai tuvākā reklāmas stenda krāsā. Tomēr sniegs krīt nejauši, malas tiek pakļautas saulei dažādos leņķos, atstaro un lauž to, atkal haotiski. Rezultātā acis uztver tikko uzbruktu sniega kupenu kā perfekti baltu (protams, ja debesīs nav mākoņa).

Kad sniegs kraukšķ

Tagad atliek noskaidrot, kāpēc sniegs čīkst zem kājām. Paturot prātā, ka sniegpārslas ir ledus gabali, atbildi uz šo jautājumu nav pārāk grūti atbildēt. Ledus kristāli tie ir diezgan trausli, lai gan grūti. Nospiežot uz tām (piemēram, zem sniega staigājoša cilvēka masas), sniegpārslas tiek iznīcinātas, radot tikko dzirdamu krakšķēšanu. To pavada tā pati gandrīz (bet tikai gandrīz!) bezskaņa čīkstēšana no sīku ledus gabaliņu berzes viens pret otru. Ja saplīstu tikai viena sniegpārsla, cilvēka auss nespētu sadzirdēt tik mazu skaņu. Tomēr to ir desmitiem tūkstošu un pat miljonu - un čīkstēšana ar čīkstēšanu kļūst dzirdama. Turklāt starp atsevišķām sniegpārslām sniega kupenā no sala parādās ļoti plāni savienojumi-tilti, kas acij nav redzami, bet pievienojot troksnim savu noti.

Kad sniegs nečīkst

Atbilde pēcnācējus ne vienmēr apmierina: vai nu viņi to uzskata par absurdu, vai arī tā nesakrīt ar viņu pasaules redzējumu. Taču daudz biežāk rodas šādi jautājumi, kas loģiski izriet no jūsu skaidrojumiem: "Kāpēc tad salnā sniegs gurkst zem kājām, bet, kad nav ļoti auksts, tad nē?" Pirmkārt, tāpēc, ka sniegpārslas kļūst elastīgākas, elastīgākas un neplīst uzreiz nelielā aukstumā - daudziem ir laiks izkust zem spiediena. Starp atsevišķiem kristāliem nav arī berzes - tas ir “ieeļļots” ar ūdeni, kuram nav laika sasalt. Un starpslāņu tilti arī neveidojas, tāpēc nav ko plīst. Attiecīgi jautājums: "Kāpēc sniegs gurkst zem kājām" neradīsies bērnam, kurš staigā tuvumā. Tiesa, tikai līdz nākamajam aukstuma mirklim!

Tomēr vecākiem, kuri skaidroja, kāpēc sniegs krakšķ zem kājām, un atviegloti noslaucīja sviedrus no pieres, nevajadzētu atslābināties. Jau pavisam drīz viņu bērns iepriecinās ar nākamo jautājumu – un kas zina, cik veiksmīgi uz to varēs atbildēt.

Sniegs čīkst. Ļoti salnā laikā tā čīkstēšana dzirdama vairākus desmitus metru. Kas izraisīja šo parādību? Kāpēc skaņas kļūst skaļākas un vājākas, mainoties temperatūrai?

Izrādās, ka čīkstēšana ir sekas īpaša struktūra snieg, un temperatūrai paaugstinoties/zemoties, šī struktūra mainās un skaņas veidojas jau savādākas.

Sniegpārslas: izglītība un struktūra

Sniegs “sastāv” no atsevišķām sniegpārslām – kristāliskiem veidojumiem, kas sastāv no sasaluša ūdens (apmēram 5%) un gaisa (apmēram 95%). Sastāvs nosaka to trauslumu, vieglumu un ārkārtīgi zemu izturību, un dominējošo gaisa daļu -.

Zinātnieki ir sīki izpētījuši sniegpārslu veidošanās procesu. Iztvaikojošais ūdens no Zemes virsmas tvaika veidā paceļas atmosfērā, kur tas atdziest un koncentrējas pilienos, veidojot lietus mākoņi.

Ievērojami atdziestot, mikroskopiski pilieni, saskaroties ar putekļu daļiņām, sasalst, veidojot sešstaru kristālus.

Putekļi, kā arī dūmu daļiņas, pat kukaiņi kļūst par kristalizācijas kodolu. Sniega pētnieks A. D. Zamorskis stāsta par sniegpārsliņu, kuras kodolā atradās mazais punduris- ap sasalušu kukaini ir izaudzis kristāls.

Sniegpārslas galvenā kristāla sešsmailums ir saistīts ar ūdens molekulas īpatnībām, kuru dēļ leņķis starp stariem var būt tikai 120 ° vai 60 °. Bet katrs no mums, skatoties uz sniegpārsliņu, redzēja, cik daudz sarežģītāks un skaistāks ir tās raksts par parastu sešstūri. Raksturojumu izraisa citu kristālu augšana uz galvenajām sijām ar saviem leņķiem.

Ir arī neregulāras formas sniegpārslas. Tas veidojies sniega nepārtrauktas kustības rezultātā gaisa slāņos, kur tas vai nu atkūst, vai atkal kristalizējas, veidojot jaunus starus uz deformētajām daļām.

Divdesmitā gadsimta vidū Sniega un ledus komisija, kas ir departaments Starptautiskā asociācija zinātniskā hidroloģija, kas pieņemta kā pamata Starptautiskā sniega klasifikācija. Pundits visas sniegpārslas sadalīja desmit lielas grupas. Katru tagad var definēt vienā no klasēm:

- zvaigznes vai dendriti;

- telpiskie (kompleksie) dendriti;

- neregulāri kristāli;

- šķīvji;

- kolonnas;

- kronētas kolonnas;

- krusa;

- graudi;

— ledains lietus.

Katrā klasē izšķir pasugas, piemēram, salauztus kristālus, sarežģītas daļiņas no daudziem kristāliem, daļiņām salnā un daudziem citiem.

Klasifikācijas trūkums ir tāds, ka tajā nav ņemta vērā sniega graudu struktūras forma sniega sega, kas ir vēl sarežģītāka un daudzveidīgāka.

Kas nosaka sniega kristāla formu?

Profesors-pētnieks U. Nakaja, Hokaido universitātes darbinieks, ar šo jautājumu nodarbojies visu mūžu. 20. gadsimta sākumā, 1936. gadā, savā mazajā laboratorijā viņš pirmais uz zemes ieguva mākslīgo sniegpārsliņu izskata ziņā.

Japāņu "sniega meistara" piemiņai teritorijā bijusī laboratorija tika iekārtots parks, kurā tika uzcelts piemineklis.

Profesors noskaidroja, ka sniega kristāla forma ir atkarīga no mitruma satura gaisā un tā temperatūras. Tātad skaistākās sniegpārslas - zvaigznes - veidojas šaurā diapazonā no -14°С līdz -17°С.

Visus datus ieguva un atkārtoti apstiprināja U. Nakaya eksperimentāli. Process nav saņēmis teorētisku pamatojumu un interpretāciju un gaida savu atklāšanu.

Sniega čīkstēšanas (krakšķēšanas) cēloņi

No iepriekšējiem skaidrojumiem ir viegli nojaust, ka sniega čīkstēšana ir kristāli, kas plīst nospiežot. Uzkāpjot uz sniegpārslām, to ārkārtīgi trauslie stari saplīst.

Papildu čīkstēšanu un kraukšķēšanu rada kristālu berze vienam pret otru. Sniegs īpaši skaļi čīkst salnā - 1000–1600 Hz, kad kristāli iegūst paaugstinātu (tiem) cietību un trauslumu un tiem tiek atņemta uz to virsmas pastāvīgi esošā ūdens smērviela - iztvaikošana.

Paaugstinoties temperatūrai, sniegs kūst, palielinās iztvaikošana, ūdens mīkstina kristālu berzi, un pašas sniegpārslas kļūst mazāk trauslas - “mīkstas”. Nospiežot, tie saplīst un drūp. Skaņa no "mīksto" kristālu iznīcināšanas ir 250-400 Hz diapazonā. Kad temperatūra paaugstinās līdz -6 ° C un augstāk, kraukšķēšana un čīkstēšana ievērojami vājinās līdz pilnīga pazušana.

Ja sniegs ir sablīvēts vai sniegpārslas ir izkusušas garozā, saites starp tām kļūst daudz stiprākas, un tās spēj kraukt pat 0 ° C temperatūrā. Tiesa, tas nedaudz atgādina čīkstēšanu, drīzāk čaukstienu vai specifisku troksni.

Sniegs ir viens no nokrišņu veidiem, kas rodas noteiktā gada sezonā. Tas veidojas augstu mākoņos. Sīkas ūdens daļiņas sakrājas ap mikroskopiskām putekļu daļiņām un pēc tam sasalst. Iegūtie mikroledus sākotnēji nepārsniedz 0,1 mm diametrā. Nokrītot, tie aug, veidojot ķermeni gaisa un mitruma kondensācijas dēļ uz to daļām. Krītošo sniegpārslu izmērs un mežģīnes ir atkarīgas no mākoņa augstuma un temperatūras, no kura tās veidojušās. Bet kāpēc iekšā auksts laiks sniegs kraukšķ zem kājām?

Lai saprastu, kāpēc sniegs čīkst zem kājām, sākumā ir jāsaprot sniegpārslas uzbūve.

Sniegpārslas tekstūra

Ūdens molekulārā struktūra ir sakārtota tā, ka, veidojoties sniegpārsliņai, leņķi var būt tikai 120 un 60 grādi. Sniegpārslas malās un galotnēs veidojas jauni kristāliski izaugumi, kuriem virsū sasalst sekojoši slāņi. Šo procesu rezultātā dzimst dažādas pārsteidzošas formas, taču gandrīz visas atgādina zvaigznes formu.

Saistītie materiāli:

Kāpēc pilsētā sniegs kūst ātrāk nekā ārpus pilsētas?

Sniegpārslu pamatformas

Zinātnieki ir identificējuši vairākas sniegpārslu pamatformas:

Adata - kristāls, kas atgādina garu adatu, kas izgatavota no ledus, dažreiz tie ir dobi, un gali sazarojas vairākos izaugumos;
Zvaigzne - veidojums atgādina ledus šķiedru aušanas struktūru. Šķiedras parasti ir sakārtotas patvaļīgā atzarojumā;
Dendrīti - veidojas sniegpārsliņu kristālu saplūšanas laikā, veidojot simetriskus sazarotus izaugumus;
Pūkainas - sniegpārslas, kas pa ceļam zaudēja dažas daļas vai salūza pavisam. Tas notiek vairāku iemeslu dēļ, viens no tiem ir stiprs vējš;
Kolonna - lielas plakanas sniegpārslas, ir visizplatītākās, kas atgādina kolonnas vai zīmuļa formu, parasti sešstūraina, smaila galā;
Plāksne - nāk ziedlapiņas formā, kas sadalīta sektoros ar ledus ribām.

Kas nosaka sniegpārslu formu?

Starp šīm grupām ir 48 dažāda veida sniegpārslu veidošanās. Sniegpārslu forma ir tieši atkarīga no vides apstākļiem, kurā tā veidojas. Pirmkārt, sniegpārslas siluetu ietekmē temperatūra, mākonis ir aukstāks, jo augstāks tas ir. Ja mākoņa temperatūra ir salīdzinoši augsta - 30 līdz 0, tad sniegpārslas veidošanās atgādinās sešstūri ar plakanu ķermeni. Temperatūrā no -5 līdz -3 grādiem sniegpārslas atgādina adatveida kristālus. No -8 līdz -12 forma atkal atgādina plakanu sešstūri, un temperatūrā no -13 līdz -16 veidojas sniegpārslas kristālisku zvaigžņu veidā.