Dlaczego śnieg skrzypi pod stopami, gdy jest zimno? Co to jest śnieg i dlaczego jest biały? Co decyduje o kształcie kryształu śniegu

18.10.2019

Skrzypi śnieg. Przy bardzo mroźnej pogodzie jej skrzypienie słychać z kilkudziesięciu metrów. Co spowodowało to zjawisko? Dlaczego dźwięki stają się głośniejsze i słabsze wraz ze zmianą temperatury?

Okazuje się, że skrzypienie jest konsekwencją specjalna konstrukcjaśnieg, a gdy temperatura rośnie/spada, ta struktura się zmienia i dźwięki powstają już inaczej.

Płatki śniegu: edukacja i struktura

Śnieg „składa się” z pojedynczych płatków śniegu – krystalicznych formacji składających się z zamarzniętej wody (około 5%) i powietrza (około 95%). Skład decyduje o ich kruchości, lekkości i niezwykle małej wytrzymałości, a dominujący udział powietrza -.

Naukowcy szczegółowo zbadali proces powstawania płatków śniegu. Woda wyparowująca z powierzchni Ziemi w postaci pary unosi się do atmosfery, gdzie ochładza się i skupia w kropelki, tworząc chmury deszczowe.

Przy znacznym ochłodzeniu mikroskopijne kropelki w kontakcie z drobinkami kurzu zamarzają, tworząc sześcioramienne kryształy.

Kurz, a także cząsteczki dymu, a nawet owady stają się rdzeniem krystalizacji. Badacz śniegu A. D. Zamorsky opowiada o płatku śniegu, w którego rdzeniu znajdowało się mała muszka- wokół zamarzniętego owada wyrósł kryształ.

Sześciokątność głównego kryształu płatka śniegu wynika ze specyfiki cząsteczki wody, dzięki której kąt między promieniami może wynosić tylko 120 ° lub 60 °. Ale każdy z nas, patrząc na płatek śniegu, widział, o ile bardziej złożony i piękny jest jego wzór niż zwykły sześciokąt. Wzór jest spowodowany wzrostem innych kryształów na głównych belkach, pod własnymi kątami.

Są też płatki śniegu o nieregularnym kształcie. Powstał w wyniku ciągłego ruchu śniegu w warstwach powietrza, gdzie topnieje lub ponownie krystalizuje, tworząc nowe promienie na zdeformowanych częściach.

W połowie XX wieku Komisja Śniegu i Lodu, będąca wydziałem Międzynarodowe Stowarzyszenie hydrologia naukowa, przyjęta jako podstawowa międzynarodowa klasyfikacja śniegu. Eksperci podzielili wszystkie płatki śniegu na dziesięć duże grupy. Każdy mógł być teraz zdefiniowany w jednej z klas:

- gwiazdy lub dendryty;

- dendryty przestrzenne (złożone);

- nieregularne kryształy;

- talerze;

- kolumny;

- zwieńczone kolumny;

- grad;

- ziarna;

— marznący deszcz.

W każdej klasie wyróżnia się podgatunki, np. łamane kryształy, złożone cząsteczki z wielu kryształów, drobinek w mrozie i wielu innych.

Wadą klasyfikacji jest to, że nie uwzględnia ona jeszcze bardziej złożonego i zróżnicowanego kształtu struktury ziaren śniegu w pokrywie śnieżnej.

Co decyduje o kształcie kryształu śniegu?

Profesor-naukowiec U. Nakaya, pracownik Uniwersytetu Hokkaido, przez całe życie zajmował się tą kwestią. Na początku XX wieku, w 1936 roku, w swoim maleńkim laboratorium jako pierwszy na świecie uzyskał sztuczny płatek śniegu pod względem wyglądu.

Ku pamięci „mistrza śniegu” Japończyków na terytorium dawne laboratorium założono park, w którym wzniesiono pomnik.

Profesor odkrył, że kształt kryształu śniegu zależy od wilgotności powietrza i jego temperatury. Tak więc najpiękniejsze płatki śniegu - gwiazdy - powstają w wąskim zakresie od -14°С do -17°С.

Wszystkie dane zostały uzyskane i wielokrotnie potwierdzone eksperymentalnie przez U. Nakayę. Proces nie doczekał się teoretycznego uzasadnienia i interpretacji i czeka na swoje odkrycie.

Przyczyny skrzypienia śniegu (chrupanie)

Z poprzednich wyjaśnień łatwo się domyślić, że skrzypienie śniegu to kryształy pękające po naciśnięciu. Kiedy nadepniemy na płatki śniegu, pękają ich niezwykle delikatne promienie.

Dodatkowe skrzypienie i chrupnięcie powstaje w wyniku tarcia kryształów o siebie. Śnieg skrzypi szczególnie głośno na mrozie – 1000–1600 Hz, kiedy kryształy nabierają (dla nich) zwiększonej twardości i kruchości oraz zostają pozbawione stale znajdującego się na ich powierzchni smaru wodnego – parowanie.

Wraz ze wzrostem temperatury śnieg topi się, wzrasta parowanie, woda zmiękcza tarcie kryształów, a same płatki śniegu stają się mniej kruche - „miękkie”. Po naciśnięciu pękają i kruszą się. Dźwięk z niszczenia „miękkich” kryształków mieści się w zakresie 250-400 Hz. Gdy temperatura wzrośnie do -6°C i więcej, chrupanie i skrzypienie wyraźnie słabną do całkowite zniknięcie.

Jeśli śnieg jest zaschnięty lub płatki śniegu stopione w skorupę, wiązania między nimi stają się znacznie silniejsze i są w stanie chrupać nawet w temperaturze 0 ° C. To prawda, wygląda trochę jak skrzypienie, a raczej szelest lub specyficzny dźwięk.

Dzieci uwielbiają zadawać różne pytania, na które odpowiedź może być trudna. Dowiedzieliśmy się już, dlaczego spadł śnieg biały kolor. Na pierwszy rzut oka odpowiedź na to pytanie jest bardzo prosta. Ale w rzeczywistości tak nie jest. Tym razem porozmawiamy ponownie o śniegu, dowiemy się dlaczego wydaje charakterystyczny dźwięk, chrzęści lub skrzypi przy ujemnych temperaturach.

Aby odpowiedzieć na to pytanie, dlaczego śnieg chrzęści pod stopami, najpierw musisz zrozumieć, o co w tym wszystkim chodzi - śnieg. Wysoko nad ziemią, wśród chmur, woda zamarza i zamienia się w małe kryształki. Te kryształy nazywane są płatkami śniegu. Zawsze przybierają formę sześciokąta.

Po zamrożeniu rozpoczynają podróż na ziemię, a w każdym z sześciu rogów coraz więcej kryształów zamarza. Dzieje się to losowo przez pewien czas, więc prawdopodobieństwo znalezienia dwóch identycznych płatków śniegu jest niezwykle małe. Każdy płatek śniegu ma swój niepowtarzalny rozmiar i kształt.

Dlaczego płatki śniegu pękają po nadepnięciu?

To bardzo proste - gdy śnieg jest przyciśnięty, wiele kryształków rozbija się o siebie. Szczególnie interesujące jest to, że głośność chrupania zależy od temperatury powietrza – im jest zimniej, tym głośniej pękają płatki śniegu.

Dzieje się tak, ponieważ wraz ze spadkiem temperatury kryształy stają się coraz twardsze i łatwiej pękają. Istnieje inna hipoteza - chrupnięcie następuje, ponieważ płatki śniegu ocierają się o siebie.

Ale jeśli podniesiemy i rozbijemy jeden płatek śniegu, nie usłyszymy żadnego dźwięku. Jest bardzo cichy i nikt na świecie nie może go odróżnić. Efekt chrupania występuje tylko wtedy, gdy jednocześnie pęka ogromna liczba kryształków lodu. To dlatego, że tak wiele płatków śniegu pęka w tym samym czasie, że słyszymy ten dźwięk.

Jeśli temperatura wzrasta, kryształy zaczynają zamieniać się w wodę, trudniej je rozbić, a dźwięk znika.

Śnieg to znak prawdziwa zima. Powstaje, gdy zamarzają małe krople deszczu. Puszyste biały śnieg- prawdziwy cud. Dzieci lepią z niego bałwany, bawią się nimi w śnieżki i ludy północne budują swoje domy ze śniegu. Gruba warstwa śniegu ogrzewa ziemię. Nie przepuszcza mroźnego powietrza, a w głębi gleby utrzymuje dodatnią temperaturę.

Czym jest śnieg i jak powstaje?

Jeśli mówić język naukowy wtedy śnieg jest widokiem opad atmosferyczny. Oznacza to, że śnieg spada z nieba w postaci zamarzniętego deszczu. Śnieg jest zimny, biały i puszysty. Składa się z pojedynczych płatków śniegu, które wyglądają jak sześcioramienne gwiazdy. Zastanawiam się, jak powstaje śnieg?

Pierwszym warunkiem pojawienia się śniegu jest zimno. Temperatura, w której woda zamienia się w lód, wynosi 0ºC. Gdy na dworze robi się zimno, woda w kałużach i jeziorach pokrywa się lodem (zamarza). Na niebie w tej chwili zamarzniesz chmury deszczowe. Krople deszczu zamieniają się w śnieg.

Drugi sposób, w jaki powstaje śnieg, jest naukowo nazywany parowaniem. Posłuchaj, jak to idzie. Jeśli będziesz prać ubrania i wieszać je na dworze zimą, mokre prześcieradło najpierw zamarznie i stwardnieje. Po kilku dniach prześcieradło zamieni się w miękką, suchą szmatkę. Co się stało? Najpierw woda w prześcieradle zamieniła się w lód. Stało się to dość szybko. Potem lód zaczął parować: małe mikroskopijne kawałki lodu odrywały się od tafli i unosiły się w niebo. Te kry były tak małe, że patrząc na schnący arkusz nie zauważyliśmy ich lotu.

Dlaczego pada śnieg?

Wiele małych kry znajduje się na niebiańskich wyżynach. Tam gromadzą się w śnieżnej chmurze. W chmurze jest tyle płatków śniegu, że łączą się w kilka kawałków. Kilka małych lodowych gwiazd tworzy duży płatek śniegu, który staje się zbyt ciężki i opada. Tak zaczyna się śnieg.

Aby utworzyć dużą chmurę śnieżną, jeden mokry arkusz nie wystarczy. Wiele maleńkich kawałków lodu unosi się w niebo z zamarzniętego jeziora, kałuży lub rzeki. Tam zbierają się w duże śnieżne chmury.

Wiatr potrafi zanieść taką chmurę daleko. Na przykład tam, gdzie nie ma mrozu. Dzięki wiatrowi śnieg może spaść nawet w miejscach, gdzie jeziora i rzeki jeszcze nie zamarzły.

Jak powstają płatki śniegu?

Czy kiedykolwiek widziałeś płatek śniegu pod mikroskopem? Wygląda jak sześcioramienna gwiazda. Każdy koniec gwiazdki składa się z białej gałęzi, na której rosną małe białe gałązki.

Te gałęzie są naukowo nazywane kryształami. Przecinają się w środku śnieżnej gwiazdy. Każdy płatek śniegu zaczyna rosnąć od środka - od miejsca, w którym przecinają się gałęzie śniegu. Wzrost płatka śniegu jest podobny do wzrostu drzewa: od środka wyrasta sześć pni, na każdej z których zaczynają rosnąć gałęzie. Gwiazdy mogą mieć różne gałęzie (długie lub krótkie, grube lub cienkie), ale zawsze w śnieżnej gwieździe rośnie tylko 6 dużych gałęzi.

Gdy woda w rzece lub kałuży zamarza, tworzy się lód. Gwiazdy na lodzie znajdują się blisko siebie. Kiedy mgła lub chmura zamarza, gwiazdy znajdują się w pewnej odległości od siebie. Jeśli jest zbyt wiele gwiazd, są one połączone w kilka kawałków i opadają. Tak więc śnieg spada z chmur i zakrywa drogi, domy i pola. Spadające płatki śniegu dorośli nazywają opadami śniegu.

Dlaczego śnieg skrzypi pod stopami?

Jeśli na ulicy jest niewielki mróz (-2 lub -3 ºС), to w opadłym śniegu jest dużo wody. O takim śniegu mówią, że jest „mokry”. Łatwo jest zrobić śnieżki z mokrego śniegu i bałwan, buduj „fortece”.

Gdy mróz staje się silniejszy (temperatura powietrza spada do -5 lub -10 ºC), śnieg zamarza mocniej i wysycha. Z suchego śniegu nie da się ulepić bałwana, ale pod stopami głośno skrzypi. Dlaczego suchy śnieg skrzypi?

Każdy płatek śniegu jest jak mała gwiazda. Jeśli wejdziemy na śnieg, pękną gałęzie w lodowatych płatkach śniegu. Tak więc podczas łamania wielu płatków śniegu powstaje chrzęst i skrzypienie.

Śnieg skrzypi przy każdym ciśnieniu:

jeśli został nadepnięty;
pojechał na nartach;
jeździłem na sankach.

Śnieg przestaje skrzypieć dopiero wtedy, gdy robi się prawie ciepło (temperatura powietrza zbliża się do 0ºC). Albo kiedy był mocno powalony (to dzieje się na wzgórzach, gdzie śnieg toczy się i zamienia w lód).

Kiedy śnieg bardzo głośno skrzypi?

Śnieg może skrzypić głośniej lub ciszej. Kiedy skrzypienie śniegu staje się bardzo głośne?

Dzieje się tak w ekstremalnie niskich temperaturach. Na przykład wł. Daleka północ przy -50ºC chrzęst śniegu staje się tak głośny, że słychać go na sąsiedniej ulicy.

Wraz z ociepleniem, gdy temperatura powietrza zbliża się do 0ºC, chrupnięcie zanika całkowicie. Płatki śniegu stają się miękkie, na ich oblodzonych gałęziach pojawiają się krople wody, co zapobiega skrzypieniu lodowych gwiazd.

Naukowcy przeprowadzają ciekawe eksperymenty z zamarzniętą wodą. Okazuje się, że woda nas słyszy i inaczej reaguje na delikatne i niegrzeczne słowa. O tym jest następny film.

Jak rodzi się śnieg?

Śnieg to wiele pięknych, musujących płatków śniegu, które spadają z wysokości na ziemię.

Zimą wiatr wieje na nasz ląd od strony ciepłych oceanów i mórz. Nad ziemią, gdy chmury się ochładzają, tworzą się w nich małe kryształki, a na ich powierzchni osadzają się i ochładzają nowe cząsteczki pary, które zamieniają się w nowe kryształki lodu. Ten heksagonalny kryształ rośnie, cały czas się rozwija, aż w końcu staje się niesamowicie pięknym płatkiem śniegu, który podziwiamy podczas opadów śniegu.

Dlaczego śnieg jest biały?

Jeśli spojrzymy na płatek śniegu, tę małą gwiazdkę, przez którą Promień słońca, wtedy zauważymy, że jest bezbarwny. Dlaczego więc jest śnieżnobiały, skoro składa się z płatków śniegu? Ponieważ kiedy pada śnieg, płatki śniegu spadają losowo jeden na drugi, leżą w jednorodnej masie i stają się nieprzezroczyste, ponieważ nie mogą całkowicie przepuścić przez nie promienia słonecznego. Promień słońca jest biały, więc widzimy śnieg jako olśniewająco biały.

Dlaczego śnieg skrzypi pod stopami w chłodne dni?

Faktem jest, że każdy płatek śniegu to mały kryształ. Kiedy wchodzisz na śnieg, masa tych kryształków kurczy się, ociera o siebie i pęka. Kiedy mróz jest mały, to kiedy kryształki śniegu są deptane po śniegu, kurczą się, ale jednocześnie niektóre płatki śniegu topią się i zamieniają w wodę. Woda staje się rodzajem smaru dla pozostałych kryształów i nie skrzypią. Ale w twardy mróz nie ma topnienia płatków śniegu i słychać skrzypienie śniegu - odgłos kruszonych kryształków śniegu. Co więcej, im silniejszy mróz, tym wyższy dźwięk.

(Z „Pierwszej encyklopedii Little Whys”)