ทำไมหิมะถึงกระทืบใต้เท้าเมื่ออากาศหนาว? หิมะคืออะไรและทำไมถึงเป็นสีขาว สิ่งที่กำหนดรูปร่างของผลึกหิมะ

หิมะลั่นดังเอี๊ยด ในสภาพอากาศที่หนาวจัด จะได้ยินเสียงลั่นดังเอี๊ยดเป็นเวลาหลายสิบเมตร อะไรทำให้เกิดปรากฏการณ์นี้? ทำไมเสียงจึงดังขึ้นและเบาลงเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง


ปรากฎว่าเสียงดังเอี๊ยดเป็นผลที่ตามมา โครงสร้างพิเศษหิมะและเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น / ลดลงโครงสร้างนี้จะเปลี่ยนและเสียงก็แตกต่างกันออกไป

เกล็ดหิมะ: การศึกษาและโครงสร้าง

หิมะ "ประกอบด้วย" ของเกล็ดหิมะแต่ละก้อน - การก่อตัวของผลึกประกอบด้วยน้ำแช่แข็ง (ประมาณ 5%) และอากาศ (ประมาณ 95%) องค์ประกอบกำหนดความเปราะบาง ความเบา และความแข็งแรงต่ำมาก และสัดส่วนของอากาศที่โดดเด่น -

นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษารายละเอียดขั้นตอนการก่อตัวของเกล็ดหิมะ น้ำที่ระเหยออกจากพื้นผิวโลกจะลอยขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศในรูปของไอ ซึ่งเย็นตัวลงและรวมตัวเป็นหยดน้ำ ก่อตัวเป็นเมฆฝน

ด้วยการระบายความร้อนอย่างมีนัยสำคัญ หยดขนาดเล็กมาก เมื่อสัมผัสกับอนุภาคฝุ่น แช่แข็ง ก่อตัวเป็นผลึกหกแฉก

ฝุ่น เช่นเดียวกับอนุภาคควัน แม้แต่แมลงก็กลายเป็นแกนหลักของการตกผลึก นักวิจัยหิมะ A.D. Zamorsky พูดถึงเกล็ดหิมะซึ่งในแกนกลางคือ มิดจ์ตัวเล็ก- คริสตัลเติบโตรอบๆ แมลงที่ถูกแช่แข็ง

หกแฉกของผลึกหลักของเกล็ดหิมะนั้นเกิดจากความไม่ชอบมาพากลของโมเลกุลน้ำเนื่องจากมุมระหว่างรังสีจะมีค่าเพียง 120 °หรือ 60 ° แต่เราแต่ละคนเมื่อมองดูเกล็ดหิมะ เห็นว่าลวดลายซับซ้อนและสวยงามกว่ารูปหกเหลี่ยมธรรมดามากเพียงใด ลวดลายเกิดจากการเติบโตของผลึกอื่นๆ บนคานหลักด้วยมุมของพวกมันเอง


นอกจากนี้ยังมีเกล็ดหิมะที่มีรูปร่างผิดปกติ มันเกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของหิมะในชั้นอากาศอย่างต่อเนื่อง โดยที่หิมะจะละลายหรือตกผลึกอีกครั้ง ทำให้เกิดรังสีใหม่บนส่วนที่ผิดรูป

ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 คณะกรรมาธิการหิมะและน้ำแข็งซึ่งเป็นแผนกหนึ่ง สมาคมระหว่างประเทศอุทกวิทยาทางวิทยาศาสตร์ นำมาใช้เป็นพื้นฐานการจำแนกหิมะระหว่างประเทศ เกจิได้แบ่งเกล็ดหิมะทั้งหมดออกเป็นสิบ กลุ่มใหญ่. ตอนนี้แต่ละอันสามารถกำหนดได้ในคลาสใดคลาสหนึ่ง:

- ดาวหรือเดนไดรต์;

- เดนไดรต์เชิงพื้นที่ (ซับซ้อน)

- คริสตัลผิดปกติ

- จาน;

- คอลัมน์;

- เสามงกุฎ;

- ลูกเห็บ;

- ธัญพืช

— ฝนเยือกแข็ง.

ในแต่ละชั้นจะจำแนกชนิดย่อย เช่น ผลึกที่แตก อนุภาคที่ซับซ้อนจากคริสตัลจำนวนมาก อนุภาคในน้ำแข็งและอื่น ๆ อีกมากมาย


ข้อเสียของการจำแนกประเภทคือไม่คำนึงถึงรูปร่างของโครงสร้างของเม็ดหิมะบนหิมะซึ่งซับซ้อนและหลากหลายยิ่งขึ้น

อะไรเป็นตัวกำหนดรูปร่างของผลึกหิมะ?

ศาสตราจารย์-นักวิจัย U. Nakaya พนักงานของมหาวิทยาลัยฮอกไกโด ได้จัดการกับปัญหานี้มาตลอดชีวิตของเขา ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 ในปี 1936 ในห้องทดลองเล็กๆ ของเขา เขาเป็นคนแรกในโลกที่ได้รับเกล็ดหิมะเทียมในแง่ของรูปลักษณ์

ในความทรงจำของ "เจ้าแห่งหิมะ" โดยชาวญี่ปุ่นในดินแดน อดีตห้องปฏิบัติการมีการจัดวางสวนสาธารณะซึ่งมีการสร้างอนุสาวรีย์

ศาสตราจารย์พบว่ารูปร่างของผลึกหิมะขึ้นอยู่กับความชื้นในอากาศและอุณหภูมิ ดังนั้น เกล็ดหิมะ - ดวงดาวที่สวยงามที่สุด - ก่อตัวขึ้นในช่วงแคบๆ ตั้งแต่ -14°C ถึง -17°C

ข้อมูลทั้งหมดได้รับมาและยืนยันซ้ำแล้วซ้ำอีกโดย U. Nakaya ในการทดลอง กระบวนการนี้ไม่ได้รับการให้เหตุผลและการตีความทางทฤษฎีและกำลังรอการค้นพบ

สาเหตุของหิมะรับสารภาพ (กระทืบ)

จากคำอธิบายก่อนหน้านี้เดาได้ง่ายว่าเสียงเอี๊ยดของหิมะเมื่อกดกดจะแตกเป็นผลึก เมื่อเราเหยียบเกล็ดหิมะ รังสีที่เปราะบางที่สุดจะแตกออก

เสียงดังเอี๊ยดและกระทืบเพิ่มเติมเกิดจากการเสียดสีของคริสตัลต่อกัน หิมะลั่นดังเอี๊ยดโดยเฉพาะอย่างยิ่งในน้ำค้างแข็ง - 1,000–1600 Hz เมื่อผลึกได้รับความแข็งและความเปราะบางเพิ่มขึ้น (สำหรับพวกเขา) และปราศจากสารหล่อลื่นน้ำที่มีอยู่อย่างถาวรบนพื้นผิวของพวกเขา - การระเหย

เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น หิมะจะละลาย การระเหยเพิ่มขึ้น น้ำจะทำให้การเสียดสีของผลึกนิ่มลง และเกล็ดหิมะเองก็เปราะบางน้อยลง - "นุ่ม" เมื่อกดแล้วจะแตกและสลาย เสียงจากการทำลายของผลึก "อ่อน" อยู่ในช่วง 250-400 Hz เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นถึง -6 ° C ขึ้นไป ความกรุบกรอบและเสียงดังเอี๊ยดจะอ่อนลงอย่างเห็นได้ชัดถึง หายสาบสูญไปโดยสมบูรณ์.


หากหิมะกลายเป็นก้อนหรือเกล็ดหิมะหลอมละลายเป็นเปลือกโลก พันธะระหว่างพวกมันจะแข็งแกร่งขึ้นมาก และสามารถแตกร้าวได้แม้ที่อุณหภูมิ 0 ° C จริงอยู่ดูเหมือนเสียงเอี๊ยดเล็กน้อยแทนที่จะเป็นเสียงกรอบแกรบหรือเสียงเฉพาะ

เด็กชอบถามคำถามที่แตกต่างกันซึ่งอาจตอบยาก เรารู้แล้วว่าทำไมหิมะถึงตกลงมา สีขาว. เมื่อมองแวบแรก คำตอบสำหรับคำถามนี้ง่ายมาก แต่แท้จริงแล้วมันไม่ใช่ คราวนี้เราจะมาพูดถึงหิมะกันอีกครั้ง มาดูกันว่าทำไมมันถึงส่งเสียงดัง กระทืบหรือเสียงดังเอี๊ยดที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์

ในการตอบคำถามนี้ ทำไมหิมะถึงกระทืบเท้า คุณต้องเข้าใจก่อนว่าหิมะคืออะไร สูงเหนือพื้นดิน ท่ามกลางหมู่เมฆ น้ำกลายเป็นน้ำแข็งและกลายเป็นผลึกเล็กๆ คริสตัลเหล่านี้เรียกว่าเกล็ดหิมะ พวกมันจะอยู่ในรูปหกเหลี่ยมเสมอ

หลังจากการเยือกแข็ง พวกมันก็เริ่มออกเดินทางสู่พื้นดิน และในกระบวนการนี้ ผลึกน้ำแข็งทั้งหกก็แข็งตัวมากขึ้นเรื่อยๆ ในกระบวนการนี้ สิ่งนี้เกิดขึ้นแบบสุ่มในบางครั้ง ดังนั้นความน่าจะเป็นที่จะพบเกล็ดหิมะที่เหมือนกันสองก้อนจึงน้อยมาก เกล็ดหิมะแต่ละชิ้นมีขนาดและรูปร่างที่เป็นเอกลักษณ์

ทำไมเกล็ดหิมะถึงกระทืบเมื่อเหยียบ

ง่ายมาก - เมื่อกดหิมะ คริสตัลจำนวนมากจะแตกเข้าหากัน ที่น่าสนใจเป็นพิเศษคือความดังของเสียงกระทืบขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของอากาศ ยิ่งหนาวมากเท่าไร เกล็ดหิมะก็จะยิ่งดังขึ้นเท่านั้น

เนื่องจากเมื่ออุณหภูมิลดลง คริสตัลจะแข็งขึ้นเรื่อยๆ และแตกตัวได้ง่ายขึ้น มีอีกสมมติฐานหนึ่ง - การกระทืบเกิดขึ้นเพราะเกล็ดหิมะถูกัน

แต่ถ้าเราหยิบและทำลายเกล็ดหิมะ เราจะไม่ได้ยินเสียงใดๆ เขาเป็นคนเงียบมาก และไม่มีใครในโลกนี้แยกแยะเขาได้ เอฟเฟกต์กระทืบจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อผลึกน้ำแข็งจำนวนมากแตกสลายในคราวเดียว เป็นเพราะเกล็ดหิมะจำนวนมากกำลังแตกตัวพร้อมๆ กันที่เราได้ยินเสียงนี้

หากอุณหภูมิสูงขึ้น ผลึกจะเริ่มเปลี่ยนเป็นน้ำ จะทำให้แตกยากขึ้น และเสียงจะหายไป

หิมะเป็นสัญญาณ ฤดูหนาวที่แท้จริง. เกิดขึ้นเมื่อเม็ดฝนเม็ดเล็กๆ กลายเป็นน้ำแข็ง ปุย หิมะสีขาว- ปาฏิหาริย์ที่แท้จริง เด็กๆ ทำตุ๊กตาหิมะ เล่นก้อนหิมะกับพวกเขา และ ชาวเหนือสร้างบ้านของพวกเขาด้วยหิมะ หิมะหนาเป็นชั้นทำให้โลกอบอุ่น ไม่อนุญาตให้มีอากาศหนาวจัดและรักษาอุณหภูมิที่เป็นบวกในระดับความลึกของดิน

หิมะคืออะไรและเกิดขึ้นได้อย่างไร?

ถ้าจะพูด ภาษาวิทยาศาสตร์แล้วหิมะก็คือวิว หยาดน้ำฟ้า. ซึ่งหมายความว่าหิมะตกลงมาจากท้องฟ้าในรูปของฝนที่เยือกแข็ง หิมะนั้นเย็นยะเยือกสีขาวและปุย ประกอบด้วยเกล็ดหิมะแต่ละชิ้นที่ดูเหมือนดาวหกแฉก ฉันสงสัยว่าหิมะก่อตัวอย่างไร?

เงื่อนไขแรกสำหรับการปรากฏตัวของหิมะคือความหนาวเย็น อุณหภูมิที่น้ำกลายเป็นน้ำแข็งคือ0ºC เมื่ออากาศภายนอกเย็นลง น้ำในแอ่งน้ำและทะเลสาบจะถูกปกคลุมด้วยน้ำแข็ง (กลายเป็นน้ำแข็ง) บนท้องฟ้าในเวลานี้กลายเป็นน้ำแข็ง เมฆฝน. เม็ดฝนกลายเป็นหิมะ

วิธีที่สองที่หิมะก่อตัวขึ้นเรียกว่าการระเหยในทางวิทยาศาสตร์ ฟังว่ามันเป็นอย่างไร หากคุณซักเสื้อผ้าและแขวนไว้ข้างนอกในฤดูหนาว แผ่นที่เปียกจะแข็งตัวก่อนและกลายเป็นแข็ง ผ่านไปสองสามวัน แผ่นจะกลายเป็นผ้านุ่มแห้ง เกิดอะไรขึ้น อย่างแรก น้ำในแผ่นกลายเป็นน้ำแข็ง มันเกิดขึ้นค่อนข้างเร็ว จากนั้นน้ำแข็งก็เริ่มระเหย: น้ำแข็งชิ้นเล็กๆ ที่มีขนาดเล็กจิ๋วแตกออกจากแผ่นและลอยขึ้นไปบนท้องฟ้า แผ่นน้ำแข็งเหล่านี้มีขนาดเล็กมากจนเมื่อมองดูแผ่นอบแห้ง เราไม่ได้สังเกตเห็นเที่ยวบินของพวกมัน

ทำไมหิมะตก?

น้ำแข็งก้อนเล็กๆ จำนวนมากถูกพบบนที่สูงของสรวงสวรรค์ ที่นั่นพวกเขารวมตัวกันเป็นเมฆหิมะ มีเกล็ดหิมะมากมายในก้อนเมฆที่รวมเข้าด้วยกันเป็นชิ้นๆ ดาวน้ำแข็งขนาดเล็กสองสามดวงก่อตัวเป็นเกล็ดหิมะขนาดใหญ่ ซึ่งจะหนักเกินไปและตกลงมา นี่คือวิธีที่หิมะเริ่ม

เพื่อสร้างก้อนเมฆหิมะขนาดใหญ่ แผ่นเปียกแผ่นเดียวไม่เพียงพอ น้ำแข็งก้อนเล็กๆ จำนวนมากลอยขึ้นสู่ท้องฟ้าจากทะเลสาบ แอ่งน้ำ หรือแม่น้ำที่กลายเป็นน้ำแข็ง พวกเขารวมตัวกันเป็นเมฆหิมะขนาดใหญ่

ลมพัดเมฆก้อนนั้นไปได้ไกล เช่น ที่ซึ่งไม่มีน้ำค้างแข็ง ต้องขอบคุณลม หิมะสามารถตกลงมาได้แม้ในที่ที่ทะเลสาบและแม่น้ำยังไม่กลายเป็นน้ำแข็ง

เกล็ดหิมะเกิดขึ้นได้อย่างไร?

คุณเคยเห็นเกล็ดหิมะภายใต้กล้องจุลทรรศน์หรือไม่? ดูเหมือนดาวหกแฉก ปลายแต่ละด้านของดอกจันประกอบด้วยกิ่งก้านสีขาวซึ่งกิ่งก้านเล็กๆ สีขาวจะงอกขึ้น

กิ่งก้านเหล่านี้มีชื่อทางวิทยาศาสตร์ว่าคริสตัล พวกมันตัดกันกลางดาวหิมะ เกล็ดหิมะแต่ละก้อนเริ่มเติบโตจากจุดศูนย์กลาง - จากจุดที่หิมะแตกกิ่งก้านสาขา การเติบโตของเกล็ดหิมะคล้ายกับการเติบโตของต้นไม้: ลำต้นหกต้นเติบโตจากจุดศูนย์กลาง โดยแต่ละกิ่งเริ่มเติบโต ดาวสามารถมีกิ่งก้านที่แตกต่างกัน (ยาวหรือสั้น หนาหรือบาง) แต่มักจะมีกิ่งใหญ่เพียง 6 กิ่งเท่านั้นที่เติบโตในดาวหิมะ

เมื่อน้ำในแม่น้ำหรือแอ่งน้ำกลายเป็นน้ำแข็ง น้ำแข็งจะก่อตัวขึ้น ดวงดาวในน้ำแข็งอยู่ใกล้กัน เมื่อหมอกหรือเมฆกลายเป็นน้ำแข็ง ดวงดาวจะอยู่ห่างจากกันพอสมควร หากมีดาวมากเกินไปก็จะเชื่อมต่อกันเป็นชิ้น ๆ และตกลงมา ดังนั้นหิมะจึงตกลงมาจากก้อนเมฆและปกคลุมถนน บ้าน และทุ่งนา เกล็ดหิมะที่ร่วงหล่นผู้ใหญ่เรียกหิมะตก

ทำไมหิมะถึงดังเอี๊ยดใต้ฝ่าเท้า?

หากมีน้ำค้างแข็งเล็กน้อยบนถนน (-2 หรือ -3 ºС) แสดงว่ามีน้ำมากในหิมะที่ตกลงมา พวกเขาพูดเกี่ยวกับหิมะที่ "เปียก" มันง่ายที่จะทำก้อนหิมะจากหิมะเปียกและ มนุษย์หิมะ, สร้าง "ป้อมปราการ"

เมื่อน้ำค้างแข็งรุนแรงขึ้น (อุณหภูมิของอากาศลดลงถึง -5 หรือ -10 ºC) หิมะจะแข็งตัวมากขึ้นและแห้ง มันเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างตุ๊กตาหิมะจากหิมะแห้ง แต่มันดังเอี๊ยดอยู่ใต้ฝ่าเท้า ทำไมหิมะแห้งเอี๊ยด?

เกล็ดหิมะแต่ละก้อนเปรียบเสมือนดาวดวงเล็กๆ หากเราเหยียบบนหิมะ กิ่งไม้ในเกล็ดหิมะที่เย็นยะเยือกก็จะแตกออก ดังนั้นเมื่อทำลายเกล็ดหิมะจำนวนมากจะเกิดเสียงดังเอี๊ยดและเสียงดังเอี๊ยด

หิมะลั่นดังเอี๊ยดด้วยความกดดัน:

• ถ้ามันเหยียบ;
• ไปเล่นสกี;
• ขี่บนเลื่อน

หิมะจะหยุดดังเอี๊ยดก็ต่อเมื่อใกล้จะอุ่นแล้วเท่านั้น (อุณหภูมิของอากาศเข้าใกล้ 0ºC) หรือเมื่อเขาถูกกลิ้งอย่างหนัก (สิ่งนี้เกิดขึ้นบนเนินเขาที่หิมะหมุนและกลายเป็นน้ำแข็ง)

เมื่อหิมะเอี๊ยดดังมาก?

หิมะสามารถส่งเสียงดังหรือเงียบลงได้ กระทืบหิมะจะดังมากเมื่อใด

สิ่งนี้เกิดขึ้นในที่เย็นจัด ตัวอย่างเช่น on เหนือสุดที่อุณหภูมิ -50ºC เสียงหิมะจะดังมากจนสามารถได้ยินได้ในถนนถัดไป

เมื่ออุณหภูมิของอากาศใกล้ถึง0ºC ความกรุบกรอบจะหายไปอย่างสมบูรณ์ เกล็ดหิมะจะนิ่มนวล มีหยดน้ำปรากฏบนกิ่งที่เย็นยะเยือก ซึ่งป้องกันไม่ให้ดาวที่เย็นยะเยือกส่งเสียงดังเอี๊ยด

นักวิทยาศาสตร์ทำการทดลองแปลก ๆ ด้วยน้ำแช่แข็ง ปรากฎว่าน้ำได้ยินเราและตอบสนองต่อคำพูดที่อ่อนโยนและหยาบคายต่างกัน นั่นคือสิ่งที่วิดีโอถัดไปเป็นเรื่องเกี่ยวกับ

หิมะเกิดขึ้นได้อย่างไร?

หิมะเป็นเกล็ดหิมะที่สวยงามเป็นประกายมากมายที่ตกลงมาจากที่สูงสู่พื้น

ในฤดูหนาว ลมจะพัดพาเมฆมายังดินแดนของเราจากด้านข้างของมหาสมุทรและท้องทะเลอันอบอุ่น เหนือพื้นดิน เมื่อเมฆเย็นตัวลง จะเกิดผลึกขนาดเล็กขึ้น และอนุภาคไอใหม่จะเกาะตัวและเย็นตัวลงบนพื้นผิวของพวกมัน ซึ่งจะกลายเป็นผลึกน้ำแข็งใหม่ คริสตัลหกเหลี่ยมนี้เติบโต พัฒนาตลอดเวลา และในที่สุด กลายเป็นเกล็ดหิมะที่สวยงามน่าอัศจรรย์ ซึ่งเราชื่นชมในช่วงหิมะตก

ทำไมหิมะถึงเป็นสีขาว?

หากเรามองดูเกล็ดหิมะ ดาวดวงเล็กๆ นี้ผ่านซึ่ง แสงอาทิตย์นั้นเราจะสังเกตได้ว่าไม่มีสี แล้วทำไมหิมะถึงเป็นสีขาวถ้ามันประกอบด้วยเกล็ดหิมะ? เพราะเมื่อหิมะตก เกล็ดหิมะจะตกลงมาทับกันแบบสุ่ม กระจายตัวเป็นเนื้อเดียวกันและกลายเป็นทึบแสง เนื่องจากไม่สามารถปล่อยให้แสงแดดส่องผ่านเข้าไปได้หมด แสงแดดเป็นสีขาว เราจึงเห็นหิมะเป็นสีขาวพร่างพราย

ทำไมหิมะถึงดังเอี๊ยดใต้เท้าในสภาพอากาศหนาวเย็น?

ความจริงก็คือเกล็ดหิมะแต่ละก้อนเป็นคริสตัลขนาดเล็ก เมื่อคุณเหยียบบนหิมะ มวลของผลึกเหล่านี้จะหดตัว ถูกันและแตกออก เมื่อน้ำค้างแข็งมีขนาดเล็ก เมื่อเหยียบบนหิมะ ผลึกเกล็ดหิมะจะหดตัว แต่ในขณะเดียวกัน เกล็ดหิมะบางส่วนก็ละลายและกลายเป็นน้ำ น้ำกลายเป็นสารหล่อลื่นสำหรับผลึกที่เหลือและจะไม่ส่งเสียงดังเอี๊ยด แต่ใน น้ำค้างแข็งไม่มีการละลายของเกล็ดหิมะและได้ยินเสียงเอี๊ยดของหิมะ - เสียงจากผลึกหิมะที่บดขยี้ ยิ่งกว่านั้นยิ่งน้ำค้างแข็งมากเท่าไหร่เสียงก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

(จาก "สารานุกรมฉบับแรกของลิตเติ้ลไวส์")

โปสการ์ดลายเกล็ดหิมะ

และตอนนี้ เพื่อนของฉัน มาทำการ์ดเกล็ดหิมะและมอบให้คุณยายกัน

แม่สามารถตัดเกล็ดหิมะเองได้

และทารก - กาวบนชิ้นงาน

พร้อม!

สุขสันต์วันอาทิตย์ที่สองของการมาถึงเพื่อน ๆ!

คริสตินา,
สโมสร "บ้านพัฒนา"