сятками метров. Обратим внимание на то, что низовые метели происходят в отсутствие снегопада,- небо может быть даже безоблачным. Плотные снежные вихри, заполняющие, как представляется застигнутому метелью путнику, все окружающее его воздушное пространство,- это снег, который еще недавно мирно покоился на земной поверхности, а теперь оказался поднятым вверх силой ветра. Низовые метели и поземки часто возникают, когда над данной местностью проходит периферия антициклона.

Особенно сильные снежные заносы образуются во время общей метели - когда одновременно наблюдаются и сильный ветер, и сильный снегопад. В этом случае в приземных слоях воздуха перемешивается снег, падающий сверху, и снег, поднятый ветром с поверхности земли. Помнете, у Вяземского: Снег сверху бьет, снег веет снизу... Общие метели возникают при прохождении атмосферных фронтов, они являются следствием активной деятельности циклонов.

Низовые метели различаются по степени насыщенности снегом ветрового потока. Дело в том, что ветер может поднять в воздух и удерживать во взвешенном состоянии не более вполне определенного количества снега. Чем больше скорость ветра, тем больше это количество снега, тем выше грузоподъемность метели, или, лучше сказать, тем выше транспортирующая способность ветрового потока. Если ветровой поток переносит количество снега, как раз соответствующее максимуму его транспортирующей способности, то говорят о насыщенной низовой метели. Если же мас-

са переносимого ветром снега меньше упомянутого максимума, то говорят о ненасыщенной низовой метели.

Можно указать несколько районов на Земле, где низовые метели случаются довольно часто и достигают большой силы. Среди них значительные области на территории СССР - степи Поволжья, Западная и Восточная Сибирь, север Казахстана. Особенно сильные низовые метели свирепствуют (и притом почти круглый год) в Антарктиде, где скорость метелевых ветров достигает 60...90 м/с.

На бескрайних снежных просторах Антарктиды даже поземок представляет собой весьма впечатляющее зрелище (рисунок на с. 285).

Вполне понятно, что сильные низовые метели могут наблюдаться лишь в тех районах, где возникают достаточно сильные ветры. Но этого недостаточно. Весьма важно также, чтобы поверхностный слой снежного покрова был относительно сухим и не слишком уплотненным. Ветру трудно поднимать в воздух мокрый снег, трудно разрушать плотную поверхностную корку. Кроме того, нужна достаточно большая, ровная снежная поверхность, свободная от лесов, холмов, гор, чтобы у метели имелось пространство для разгона. Все эти условия как раз и выполняются в степных и лесостепных районах Поволжья и азиатской части СССР с их относительно сухим континентальным климатом, с холодными зимами, с редкими зимними оттепелями. Особенно хорошо рассматриваемые условия выполняются в Антарктиде, где, как мы уже говорили в предыдущей главе, поверхностный слой снежного покрова

оказывается настолько рыхлым, что подчас делает невозможным передвижение по нему даже на лыжах.

Надо сказать, что частички снега, мчащиеся по воздуху во время сильной низовой метели, очень мелкие и колкие. Фактически это ледяные обломки обычных снежинок. Они обладают исключительной проникающей способностью, легко забиваются в малейшие поры одежды.

Общие метели отличаются от низовых прежде всего более мощными снежными заносами. Эти заносы связаны в основном не с переносом снега ветром из других мест, а с обильными снегопадами. А чтобы такие снегопады происходили, необходима достаточно высокая влажность воздуха. Поэтому сильные общие метели характерны для приморских районов. Они часто происходят на побережьях США, Канады, Гренландии, с ними хорошо знакомы жители нашего Дальнего Востока, Сахалина, Камчатки. Огромные массы выпадающего при таких метелях мокрого тяжелого снега создают заносы и завалы, представляющие особую опасность для транспорта, систем связи и различных построек.

Микроструктура низовых метелей.

Как уже отмечалось, частицы снега, поднимаемые ветром с поверхности снежного покрова, в основном представляют собой обломки снежинок. В дальнейшем будем называть их метельными частицами. Размеры этих частиц находятся в пределах примерно от 0,1 до 0,5 мм.

Можно выделить три типа движений метельных частиц, они схе-

матически показаны на рисунках на с. 285. На левом рисунке - влечение частиц вдоль поверхности снега; на среднем - прыжки частиц; на правом - витание частиц в воздушных потоках. Влечение частиц происходит в тонком приземном слое воздуха, имеющем толщину не более сантиметра. Прыжки наблюдаются до высоты порядка метра, в отдельных случаях до нескольких метров. Выше можно видеть лишь витание метельных частиц.

Основная масса снега переносится при низовой метели в слое воздуха, верхняя граница которого находится на высоте не более метра от поверхности снежного покрова. Это хорошо демонстрирует рисунок 19.1, где для разных скоростей ветра приведена зависимость удельного расхода снега q от высоты Z. Поясним: величина q (2) есть масса снега, которая переносится ветром за единицу времени через единицу площади на высоте z (площадь, через которую переносится снег, ориентирована перпендикулярно на-

правлению ветрового потока). На рисунке представлены три экспериментальные кривые: 1 -для скорости ветра и=10м/с, 2 - для у=14 м/с, 3 - для и=24 м/с. Чем больше скорость ветра, тем больше масса снега, переносимая ветром в единицу времени через ту или иную площадку. Видно, что во всех трех рассматриваемых случаях почти весь снег переносится в пределах приземного воздушного слоя толщиной всего 20...30 см. Это говорит о том, что прыжки метельных частиц являются основным типом движения при низовых метелях. Для него часто используют термин сальтация- от итальянского salto, что означает прыжок .

Попробуем очень упрощенно рассмотреть развитие низовой метели за счет сальтации метельных частиц. Выделим мысленно полосу снежного поля некоторой ширины D, пусть она начинается от наветренного края поля (от того места, где метель начинает разбег ) и идет вдоль направления ветра. Поверхность снежного поля, над

которым разгоняется метель, имеет вид пологих снежных волн. Метельные частицы вырываются из снега на наветренных склонах гребней этих волн, пролетают по горизонтали расстояние А, (оно как раз и определяет длину снежных волн) и падают на наветренный склон соседних гребней, выбивая из них новые частицы; энергия, получаемая летящими частицами от ветра, расходуется на выбивание новых частиц. Будем полагать, что частица, совершив свой прыжок дальностью А выбивает в среднем п новых частиц. Так как п>1, то постепенно, от прыжка к прыжку, общее число метельных частиц будет нарастать - метель будет постепенно разгоняться. Все это в общих чертах изображено на рисунке 19.2.

Предположим, что в самом начале полосы разгона за единицу времени поднимается в воздух N метельных частиц. Нетрудно подсчитать, сколько частиц поднимется в воздух за единицу времени после k последовательных прыжков, т. е. на расстоянии L=kX