Систематизация снежинок
Систематизация снежинок
Даже невооруженным взором рассматривая снежинки, можно увидеть, что ни одна из их не повторяет другую. Подразумевается, что в одном кубическом метре снега находится 350 миллионов снежинок, любая из которых уникальна. Не бывает пятиугольный либо семиугольных снежинок, они все имеют строго шестиугольную форму (хотя русских живописцев заставляли отрисовывать на плакатах пятиконечные снежинки).
Полные безупречной гармонии конструкции снежных кристаллов уже в протяжении многих лет вызывают энтузиазм людей. Еще в 1635 году французский философ и математик Рене Декарт, писал, что снежинки похожи на розочки, лилии и колесики с шестью зубцами.
Величавый астролог Иоганн Кеплер в собственном трактате «Новогодний дар. О шестиугольных снежинках» растолковал форму кристаллов волей Божьей. Японский ученый Накая Укитиро называл снег «письмом с небес, написанным потаенными иероглифами». Он первым сделал систематизацию снежинок. Именованием Накая назван единственный в мире музей снежинок, расположенный на полуострове Хоккайдо. На рисунке справа — систематизация Накая.
База для формирования снежинки, её крохотное ядро — это ледяные либо посторонние пылинки в тучах. Молекулы воды, беспорядочно перемещающиеся в виде водяного пара, проходят через облака, то совместно с температурой они теряют и скорость. Все в большей и большей степени шестиугольных молекул воды присоединяется к возрастающей снежинке в определенных местах, придавая ей ясную форму. При всем этом выпуклые участки снежинки вырастают резвее. Так, из сначало шестигранной пластинки растет шестилучевая звездочка. Основная особенность, определяющая форму кристалла, — это крепкая связь меж молекулами воды, схожая соединению звеньев в цепи. Не считая того, из-за различного соотношения тепла и воды кристаллы, которые в принципе должны быть схожими, получают различную форму. Сталкиваясь на собственном пути с переохлажденными маленькими капельками, снежинка упрощается по форме, сохраняя при это симметрию.
Рядовая снежинка весит в районе миллиграмма (очень изредка 2-3 миллиграмма, хотя бывают и исключения — самые большие снежинки выпали 30 апреля 1944 года в Москве. Пойманные на ладонь, они закрывали её практически всю полностью и напоминали страусиные перья).
Млрд «невесомых» снежинок способны воздействовать даже на скорость вращения Земли. Исключительно в августе, в период меньшей заснеженности Земли, когда снегом бывает покрыто 8,7% всей поверхности планетки, снежный покров весит 7400 млрд тонн. А к концу зимы в северном полушарии масса сезонного снега добивается 13.500 млрд тонн. Но снег влияет на Землю не только лишь своим весом. Снежный покров отражает в космос практически 90% лучистой энергии Солнца. Свободная от снега суша отражает только 10, максимум 20%.
Слой в один сантиметр слежавшегося за зиму снега дает 25-35 кубометров воды на 1 га.
Цвет снега
Снег имеет не чисто-белый, а немного голубоватый колер, понятно издавна. На картине И. Левитана «Март» тени от деревьев на снегу — не темные, а голубые: их подсвечивает голубое вешнее небо. Но снег и сам по для себя способен окрашиваться в голубий цвет. Чтоб узреть эту расцветку, необходимо сделать в чистом снегу узенькое отверстие глубиной около метра. Свет, пробившийся через толщу снега около края этой ямки, будет казаться желтым, поглубже он становится желтовато-зеленым, голубовато-зеленоватым и, в конце концов, ярко голубым. Отсвет голубого неба тут ни при чем, и чтоб убедиться в этом, можно провести опыт в облачную погоду либо заглянуть в отверстие через картонную трубку.
Симметричные неповторяющиеся формы снежинок очень зависят от температуры. Кстати, сам снег бывает не только лишь белоснежным. В арктических и горных регионах розовый либо даже красноватый снег – обыденное явление. Дело в том, что живущие меж его кристаллов водные растения окрашивают целые участки снега. Но известны случаи, когда снег падал с неба уже окрашенный – в голубой, зеленоватый, сероватый и темный цвета. Так, на Рождество 1969 года в Швеции выпал темный снег. Вероятнее всего, это вышло из-за того, что снег при падении поглотил из атмосферы копоть и промышленные загрязнения. Во всяком случае, лабораторная проверка проб воздуха выявила в черном снеге присутствие инсектицида ДДТ.
В 1955 году около Даны, штат Калифорния, выпал фосфоресцирующий зеленоватый снег. Обитатели, рискнувшие испытать на язык его хлопья, скоро скончались, а у людей, бравших снег в руки, появились сыпь и сильный зуд. Появилось предположение, что подобные ядовитые осадки явились результатом атомных испытаний в штате Невада. Но комиссия по расследованию этого происшествия данное предположение отвергла. До настоящего времени происхождение зеленоватых хлопьев остается потаенной.
Цвет льда
Цвет льда находится в зависимости от его возраста и может быть применен для оценки его прочности. Океанический лед в 1-ый год собственной жизни белоснежный, так как он насыщен воздушными пузырьками, от стен которых свет отражается сразу, не успев поглотиться. Летом поверхность льда тает, теряет крепкость, и под тяжестью ложащихся сверху новых слоев пузырьки воздуха сжимаются и исчезают совершенно. Свет снутри льда проходит больший путь, чем до этого, и выходит наружу, имея голубовато-зеленый колер. Голубой лед старше, плотнее и прочнее белоснежного «пенистого», насыщенного воздухом. Полярные исследователи это знают и выбирают для собственных плавучих баз, научных станций и ледовых аэродромов надежные голубые и зеленоватые льдины.
Бывают темные айсберги. 1-ое сообщение в печати о их появилось в 1773 г. Темный цвет айсбергов вызван деятельностью вулканов — лёд покрыт толстым слоем вулканической пыли, которая не смывается даже морской водой.
Лед неодинаково холоден. Есть очень прохладный лед, с температурой около минус 60 градусов, это лед неких антарктических ледников. Намного теплее лед гренландских ледников. Его температура равна приблизительно минус 28 градусам. Совершенно «теплые льды» (с температурой около 0 градусов) лежат на верхушках Альп и Скандинавских гор.
Классификация твёрдых осадков
В 1951 году Интернациональная Комиссия по Снегу и Льду приняла систематизацию твёрдых осадков. Согласно ей все снежные кристаллы можно поделить на последующие группы: звёздчатые дендриты, пластинки, столбцы, иглы, пространственные дендриты, столбцы с наконечником и некорректные формы. К ним добавились еще три вида обледеневших осадков: маленькая снежная крупка, ледяная крупка и град.
Снежинки состоят на 95% из воздуха, что обуславливает низкую плотность и сравнимо неспешную скорость падения (0,9 км/ч).
Более полная систематизация находится в последующей литературе: C. Magono and C. W. Lee, Meteorological Classification of Natural Snow Crystals, Journal of the Faculty of Science, Hokkaido University, 1966.
Класификация снежинок
В 1951 году Интернациональная Комиссия по Снегу и Льду приняла систематизацию твёрдых осадков. Согласно ей все снежные кристаллы можно поделить на последующие группы: звёздчатые дендриты, пластинки, столбцы, иглы, пространственные дендриты, столбцы с наконечником и некорректные формы. К ним добавились еще три вида обледеневших осадков: маленькая снежная крупка, ледяная крупка и град.
Звёздчатые дендриты — кристалл либо другое образование, имеющее древовидную, ветвящуюся структуру. Они имеют 6 симметричных главных ветвей и огромное количество расположенных в случайном порядке ответвлений. Их размер — 5 мм и поболее в поперечнике, обычно, они плоские и тонкие — всего 0.1 мм.
Пластинки — огромное количество ледяных ребер будто бы делят лопасти снежинок на сектора. Как и звёздчатые дендриты, они плоские и тонкие.
Столбики. Хотя плоские, пластинчатые снежинки больше притягивают взор, все же самой всераспространенной формой снежных кристаллов является столбик либо колонна. Такие полые столбики могут быть шестигранными, в виде карандаша, заостренные на концах в виде конуса.
Иглы — столбчатые кристаллы, выросшие длинноватыми и тонкими. Время от времени снутри их сохраняются полости, а время от времени концы расщепляются на несколько веточек.
Пространственные дендриты. Очень достойные внимания конфигурации получаются, когда плоские либо столбчатые кристаллики срастаются либо спрессовываются, образуя большие структуры, где любая веточка размещена в собственной плоскости.
Столбики с наконечниками. Вначале такие кристаллы имеют столбчатую форму, но в итоге неких процессов меняют направление роста, превращаясь в пластинки. Такое может произойти, если, кристалл вносит ветром в зону с другой температурой.
Кристаллы неверной формы. На долю снежинки может выпасть много приключений, она может попасть в зону турбулентности и утратить в ней некие из собственных веточек либо разломаться совершенно. Обычно таких «покалеченных» снежинок много в сыром снеге, т.е. при относительно высочайшей температуре, в особенности при сильном ветре.
Набросок справа — Символы: F1-пластинки; F2 — звездочки; F3-столбики; F4 -иголки; F5 -пространственные звездочки; F6 — столбики с пластинками; F7 — кристаллы неопределенной формы; F8 — снежная крупа; F9 — ледяные зерна; F0 — град. 1-ый столбик — графические знаки. (Источник- Международная систематизация выпадающих снежных кристаллов).
Звук снега
Скрип снега – это всего только шум от раздавливаемых кристалликов. Очевидно, человеческое ухо не может воспринять звук одной «сломанной» снежинки. Но мириады раздавленных кристалликов делают полностью явственный скрип. Поскрипывает снег только в мороз, а тональность скрипа изменяется зависимо от температуры воздуха – чем крепче мороз, тем выше тон скрипа. Ученые произвели акустические измерения и установили, что в диапазоне скрипа снега есть два пологих и не резко выраженных максимума – в спектре 250-400 Гц и 1000-1600 Гц. Почти всегда низкочастотный максимум на несколько децибел превосходит частотный. Если температура воздуха выше минус 6°C, частотный максимум сглаживается и стопроцентно исчезает. Усиление морозов делает ледяные кристаллики более жесткими и хрупкими. При каждом шаге ледяные иглы ломаются, акустический диапазон скрипа сдвигается в область больших частот.
На Последнем Севере снег бывает так жестким, что топор при ударе по нему звенит, как будто стукнули по железу.