Главная страница  Физика природных явлений 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 [ 91 ] 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117

можно продемонстрировать на многих примерах, Раздробите на морозе кусок льда-и вы получите белый порошок. Взгляните на лужу, подернутую ледяной корочкой: она везде темная, но там, где подо льдом оказался воздушный пузырь, она белая, Проследите за падающей снежинкой. Вот она упала на вашу ладонь и тут же, еще не растаяв, утратила свою белизну - воздушные промежутки между снежинкой и поверхностью ладони оказались заполненными талой водой,

Почему снег со временем темнеет? Снег темнеет прежде всего потому, что на нем осаждаются пыль и сажа, имеющиеся в воздухе. Но дело не только в этом, Потемнение снега означает, что он стал меньше отражать солнечных лучей и, значит, больше поглощать их, Оттепели и упоминавшееся ранее движение водяных паров из глубины снежного покрова к его поверхности - все это приводит к заполнению воздушных пор поверхностного слоя талой водой и льдом, приводит к уплотнению этого слоя и к образованию наста. В результате уменьшается полное внутреннее отражение, усиливается проникновение солнечных лучей в глубь снежного покрова, возрастает поглощение света внутри покрова - снег еще более темнеет.

Заметим, что весной увлажнение снега и загрязнение его поверхности уменьшают долю света, отражаемого снежным покровом, до 30% . Иначе говоря, за период с выпадения снега до весеннего таяния отражающая способность снежного покрова снижается более чем в 3 раза.

Почему зимой холодно? Общеизвестно, что снежное покрывало

спасает от морозов растения и диких животных - ведь свежий снег благодаря обилию в нем воздушных пор обладает высокими теплоизоляционными свойствами. Но, возможно, не все знают, что тот же самый снег способствует усилению зимних холодов, Конечно, зимнее похолодание (и вообще смена времен года) связано прежде всего с тем, что ось вращения Земли наклонена к плоскости ее орбиты. Однако немаловажную роль в усилении зимних холодов играет и тот факт, что снежный покров сильно отражает солнечные лучи, Мы уже говорили, что свежевыпавший снег отражает более 90% солнечных лучей. Для сравнения укажем, что свободная от снега суша отражает только 10...20% света. Отсюда видно, насколько меньше энергии получает Земля от Солнца благодаря высокой отражающей способности снежного покрова,

Итак, снег выпадает из-за похолодания, вызванного тем, что ежегодно в течение нескольких месяцев те или иные области земной поверхности получают меньше энергии от Солнца. В свою очередь, выпадение снега приводит к еще большему сокращению получаемой от Солнца энергии и, следовательно, способствует усилению зимних холодов.

Почему снег в мороз скрипит под ногами? Скрип снега - это шум от раздавливаемых льдинок. Чем сильнее мороз, тем более твердыми и хрупкими делаются снеговые льдинки и поэтому более высоким становится тон скрипа. На рисунке 18.4 представлены результаты специальных акустических измерений - зависимость силы звука скрипящего снега от частоты звука. Кривая 1 получена




при температуре -6°С (слабый мороз), а кривая 2 при -20° С (сильный мороз). Видно, что в слабый мороз скрип снега характеризуется частотами в интервале примерно 200...400 Гц. В сильный же мороз, наряду с увеличением силы звука, наблюдается появление максимума между 1000 и 1500 Гц.

Как образуется сосулька? Представим себе солнечный зимний день, легкий мороз (температура воздуха всего на несколько градусов ниже нуля). Солнечные лучи падают почти отвесно на покрытый снегом скат крыши и неплохо прогревают его. Под снегом образуется талая вода, она стекает по скату крыши и достигает ее края. Там и начинают расти сосульки.

Для простоты будем считать, что сосулька растет скачками, хотя на самом деле этот процесс непрерывен. Вот с края крыши начинает стекать крупная водяная капля. Она не может сразу оторваться и полететь вниз - мешает поверхностное натяжение воды. Капля как бы находится внутри поверхностной пленки, которая постепенно вытягивается и, уступая тяжести капли, все более провисает. А пока это происходит, капля замерзает, теперь с края крыши свешивается надежно примерзший к нему кусочек льда.

имеющий характерную форму (рис. 18.5,а). Следующая капля быстро стекает по уже замерзшей капле к самой нижней ее точке и, провиснув, замирает. Вот-вот сила тяжести одолеет силу поверхностного натяжения и капля полетит вниз. Но этого не происходит - новая капля, как и предыдущая, замерзает, так и не оторвавшись от крыши (рис. 18.5, б). Такова же судьба и последующих капель. Все они последовательно намерзают одна на другую, в результате чего и образуется сосулька (рис. 18.5, в).

Почему снег задерживается на ветвях деревьев? Попробуйте сыпать песок на ветку дерева, лишенную листьев. Он на- ней практически не задержится и почти целиком просыплется вниз на землю. В отличие от песка, снег может накапливаться на голых ветвях, образуя подчас такие тяжелые шапки, что обламываются ветви.

Снеговые наросты на деревьях образуются при снегопаде в тихую погоду, когда температура воздуха близка к 0° С. В этих условиях довольно интенсивно идут разнообразные процессы внутри снега: подтаивание и за-. мерзание, испарение и кристаллизация. Они приводят к образованию связей между упавшими сне-



жинками и поверхностью ветвей, а также между самими снежинками. Первые снежинки подтаивают и примерзают к ветвям, образуя на них тонкую наледь. Последующие снежинки примерзают уже к этой наледи. Так постепенно на ветвях нарастают большие снежные шапки, способные удерживаться даже при порывах ветра (если, конечно, эти порывы не слишком сильные).

Почему положенная на снег деревянная доска оказывается при оттепели как бы на снежном столбике, тогда как металлическая пластина еще глубже уходит в снег (рис. 18.6)? Обычно к весне и снежный покров, и долго находившиеся на нем различные предметы становятся одинаково грязными, поэтому будем полагать, что все они практически одинаково отражают (а значит, и поглощают) солнечные лучи. От нагреваемой солнечными лучами поверхности снега вглубь, по направлению к более холодному земляному грунту будет передаваться теплота. Скорость ее передачи тем выше, чем больше теплопроводность поверхностных слоев снежного покрова. Теплопроводность слежавшегося снега в 5...8 раз больше теплопроводности деревянной доски, поэтому вокруг доски снег будет таять быстрее, чем под доской. В результате доска через некоторое время оказывается лежащей на своеобразном снежном столбике, возвышающемся над остальной поверхностью снега. Можно сказать, что доска в данном случае выступает в роли хорошего теплоизолятора, она предохраняет находящийся под ней снег от быстрого таяния. Иное дело, когда на поверхности снега находится металлическая пласти-

на. Теплопроводность пластины примерно в 100 раз больше теплопроводности слежавшегося снега, поэтому снег под пластиной будет таять быстрее, чем на открытом месте.

Почему образуется лунка в снегу у подножия дерева (рис. 18.7)? Подобные лунки образуются у подножия деревьев ранней весной, а также после кратковременных зимних оттепелей. На




1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 [ 91 ] 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117

© 2000 - 2024 ULTRASONEX-AMFODENT.RU.
Копирование материалов разрешено исключительно при условии цититирования.