Що таке сніг? Як утворюється, чому білий та звідки береться

Дрібні та тендітні кристали замерзлої води – це сніг. Одна сніжинка важить не більше 3 мг, проте незважаючи на такі невеликі розміри опади створюють величезні кучугури, що покривають собою великі території. Товсте та важке снігове покриття може змінити швидкість обертання планети.

Сніг – один із різновидів атмосферних опадів. Дрібні кристалики формуються всередині хмар, опадаючи на поверхню взимку та в холоди. Великі сніжні маси складаються з мільярдів дрібних сніжинок.

Як утворюється сніг?

Сніг можна назвати замерзлим дощем, що випадає на землю взимку, холодною осінню і періодично навесні. Сніг може утворитися за температури менше 0 градусів. Дрібні краплі вологи в дощових хмарах застигають, тому утворюється цей вид опадів.

Освіта сніжинки
Етапи утворення сніжинки

Найдрібніші частинки води набувають форми шестикутника, кристал льоду поступово перетворюється на шестигранник. При температурі 15 градусів кристали стають тонкими пластинками, а при 8 перетворюються на колони, порожнисті всередині. При температурі 2,5 градуси вони набувають звичної людям форми у вигляді сніжинок.

Сніг може формуватися через випаровування вологи. Подібне явище виразно спостерігається під час сушіння білизни на морозі. Тканина поступово стає твердою, льодяна через наявність у ній вологи. Після цього починається процес випаровування, лід починає відриватися від матерії, випаровуючись нагору в атмосферу. Випаровування льоду може тривати кілька днів, після чого тканина стає сухою і знову м’якою.

Структура сніжинки

Сніжинка
Сніжинка

Сніжинки складаються з найдрібніших частинок води. Структура на молекулярному рівні влаштована таким чином, що куточки новосформованих сніжинок строгих розмірів 120 і 60 градусів. На кінцях і краєчках сніжинок формуються невеликі нарости із кристалів, після чого шари продовжують намерзати. Саме завдяки цим процесам сніжинки набувають настільки незвичайних форм. Проте більшість утворень має форму зірки.

Основні форми сніжинок

Дослідники виявили основні форми сніжинок: у вигляді голки, зірки, дендрити, пухнасті, стовпчики, платівки.

Сніжинка у вигляді голки
Сніжинка у вигляді голки

У вигляді голки – кристали нагадують особливу освіту як крижаної спиці. Вони можуть бути порожніми всередині з розгалуженими на кілька сторін наростами.

Сніжинки у вигляді зірки
Сніжинки у вигляді зірки

Як зірки – кристали зовні схожі на переплетення волокон льоду. Вони можуть розташовуватися довільно, згинаючись у різних напрямках.Цікавий факт : сніжинки можуть бути різноманітних форм та розмірів. Усього відзначають 35 стійких форм утворень. Вони змінюються залежно від температури та розташування хмар.

Дендрити або деревоподібні сніжинки
Дендрити або деревоподібні сніжинки

Дендрити – зрощені кристали сніжинок, що формують собою симетричні та розгалужені нарости, що розходяться в різні боки.

Пухнасті сніжинки
Пухнасті сніжинки

Пухнасті сніжинки складаються з кількох наростів, які поступово ламалися чи подрібнювалися. Здебільшого такі сніжинки виходять унаслідок сильних вітрів.

Сніжинки стовпчики
Сніжинки стовпчики

Стовпчики – великі сплощені сніжинки. Одна з найпоширеніших форм опадів. Виглядають як стовпи, заточені олівець шестигранної форми.

Сніжинки - платівки
Сніжинки – платівки.

Пластинки у вигляді пелюсток квітів, розділених на окремі ділянки реберцями.Цікавий факт : сніг вважають мінералом. Ця теорія була висунута Національним центром даних з питань вивчення снігів та льодів. Мінерал за визначенням становить тверду однорідну речовину, яка має неорганічне походження, склад, розташування частинок. Сніг є замерзлими частинками води. Вода перетворена на лід, який утворюється при температурі нижче 0. Так як лід однорідний і має свою унікальну будову, а також утворився неорганічним шляхом, він підходить під опис мінералу. А якщо лід можна вважати мінералом, то сніг також.

Від чого залежить форма сніжинок?

Залежність форми сніжинок від температури та вологості
Залежність форми сніжинок від температури та вологості

Форма сніжинок буває різною. На даний момент розрізняють 48 видів освічених сніжинок. Форма може змінюватись через погодні умови. Як правило, що нижча температура хмар, то вище вони розташовуються. Сніжинки, що з’явилися в хмарах температурою від -13 до -16, набувають форм у вигляді зірочок. У міру наближення до земної поверхні сніжинки набувають форм плоских шестикутників та голок.

Класифікація снігу

Сніг це вид опадів у вигляді крижаних кристалів, а не просто замерзла вода. Завдяки особливому місцезнаходження молекул води вони набувають форми гексагональної призми. Падаючи, замерзлі кристали води створюють такі явища як:

  • Іней
  • Град
  • Снігопад
  • Кристали снігу.

Снігові пластівці можуть бути величиною до 30 см  одним із дослідників явища став Вінсон Бентлі, який почав фотографувати кристалики через мікроскоп. Їм було зроблено понад 5,5 тисячі фотографій. Тоді ж він виявив, що кожна сніжинка у природі унікальна і не схожа на інші .

Сніг також можна розділяти за такими критеріями як механізм випадання, колір та інтенсивність.

За механізмом випадання сніг буває:

  • Облоговий;
  • Зливовий;
  • Снігова мряка.

Сніг

Сніг
Сніг

Облога випадає на великі території з хмарності однорідного типу. Як правило, це відбувається в період десятибальної хмарності. Снігопад може тривати монотонно тривалий час. Облога сніг виглядає як маса щільних дрібних кристалів. У таку погоду погана видимість. Взимку переважно переважає саме такий сніг.

Зливи
Зливи

Зливовий сніг повна протилежність. У цей час снігові маси інтенсивно випадають землю. Снігопад починається і закінчується різко. Випадає з великих купово-дощових хмар під час коли атмосфера вкрай нестійка.

Снігова мряка
Снігова мряка

Снігова мряка характеризується купою дрібних сніжинок, які створюють собою серпанок у повітрі. Триває від кількох годин до кількох днів.

Снігопад

Снігопад
Снігопад

Коли сніг випадає з хмари, називають снігопадом. Снігопади зазвичай дуже інтенсивні, можуть тривати кілька днів. За інтенсивністю розрізняють:

  • Слабкі снігопади, пластівці яких випадають рідко – менше 10 на кубічний метр повітря навколо.
  • Середні – від 10 до 100 сніжинок на кубометр повітря.
  • Сильні снігопади з інтенсивністю від 100 сніжинок на кубометр повітря.

Завірюха

Завірюха
Завірюха

Саме кількість сніжинок визначає основні показники снігопадів. У період коли не дме сильний вітер, можна вважати снігопади спокійними. Під час сильних вітрів снігопади називають верхівкою.

Зазвичай снігопади прогнозуються метеорологами. Жителі місцевості, в якій, ймовірно, почнеться буря, заздалегідь попереджаються лиха. Снігопади можуть йти до кількох днів, вони зупиняють життя навіть у найбільших населених пунктах. Через замети на дорогах неможливо проїхати, лінії електропередач перестають функціонувати.

Лавини

Лавина
Лавина

Коли снігу накопичується достатньо, можуть з’являтися лавини. Вони сходять зі схилів, знищуючи всі об’єкти на своєму шляху. Людина, яка потрапила до лавини, може не вижити зовсім.

Після снігопадів йдуть людські та матеріальні жертви. Руйнюються лінії електропередач, системи зв’язку. Деякі міста можуть бути заблоковані від цивілізації. У світі зафіксовані випадки, коли цілі літні міста гинули під лавинами. Снігові лавини рухаються зі швидкістю 100 м/с . Об’єм снігової маси становить до двох мільйонів кубометрів. Коли лавина починає сходити, вона неминуче створює сильні ударні хвилі з повітря. Одна така хвиля може пересунути поїзд або зруйнувати невелику будівлю.
Якщо людина буде обізнана про правила поведінки під час обвалення лавин, то вона зможе врятуватися. Щоб уникнути проблем, варто позначити для себе можливі межі сходу.

Цікавий факт : кожна сніжинка, всупереч поширеному переконанню, не є унікальною. В умовах з однаковою температурою та зовнішніми факторами вдається отримувати абсолютно однакові за зовнішнім виглядом та будовою кристалики. У природі таку будову можна зустріти дуже рідко з простої причини – усі сніжинки деформуються під час падіння.

Танення снігу

Танення снігу
Танення снігу

Найвідомішою властивістю снігу можна вважати його танення при температурі вище за нуль. Сніг тане зазвичай навесні, коли світить тепле сонце. Однак не багато хто знає, що навіть при негативних температурах на сонці сніг також починає танути. Крижані кристали випаровуються з поверхні минаючи процес перетворення на воду.

Коли на вулиці багато бруду, сніг тане у рази швидше – темний колір поглинає більше тепла. Тому не дивно, що у лісах сніг може лежати аж до початку літа. Коли кригу посипають сіллю, її кристали починають поступово руйнуватися. Відбувається перетворення на рідкий агрегатний стан. Коли сніг починає танути, він ущільнюється та ускладнюється.

Користь від снігу

Сніг дуже корисний: він укриває поверхню землі на зиму, тримає рослини та дрібних звірят у теплі, допомагаючи їм вижити у важкі умови зими. Якщо взимку не було снігу, то врожаї не зростуть – під час танення сніг насичує ґрунт такою необхідною вологою.

Сніг перетворюється на воду і життя починається знову. Виходять із сплячки звірята, рослини знову пробиваються із землі. Життя Землі розвивається циклічно з допомогою постійних метаморфоз, повторюваних щорічно.

Чому сніг рипить під ногами?

Чому сніг рипить під ногами?
Чому сніг рипить під ногами?

Оскільки сніг є масою кристаликів різної форми, він починає рипіти під ногами. Серед мільйонів кристаликів є ще молекули повітря. Коли людина стискає частину снігу, то вона починає ущільнюватися, кристали ламаються, а повітря витісняється. Саме тому створюється звук тріску снігу. При цьому шум кристаликів, що ламаються, можна почути не завжди.

Чому в холодну погоду сніг скрипить, а в теплу ні?

Коли погода тепла, то деяка частина снігового шару підтає. Вода починає придушувати всі шуми кристаликів, що ламаються, тому звук важко почути. Найвиразніші звуки з’являються у сильні морози. Температура періодично змінюється, тому невелика кількість води у просторі між сніжинками промерзає.

Якщо сніг випав нещодавно, то щільність прилягання сніжинок одна до одної вкрай низька. Старий сніг лежить набагато щільніше. Старий сніг видає нижчий звук при стисканні, схожий на шарудіння.

Чому сніг білий?

Чому сніг рипить під ногами?
Чому сніг рипить під ногами?

Усю планету оточують електромагнітні хвилі, невидимі для ока. Вони знаходяться скрізь і концентруються на полюсах. Зір сприймає як колір саме ці електромагнітні випромінювання. Хвилі електромагнітного випромінювання дають нам колірні відчуття. Найголовнішим джерелом таких хвиль вважається Сонце.

Сонячне проміння містить весь спектр відтінків. Коли всі кольори зливаються докупи, виходить білий. Сонячні промені якраз білі. Сніг та лід повністю відображають сонячне світло. Кожна сніжинка – це окремі частинки льоду, які також відбивають сонячне свічення. Через те, що сніжинки лягають на поверхню в будь-якому порядку, утворюють снігові грудки та завали, вони не можуть повністю пропускати електромагнітні випромінювання.

Сніжинка та світло
Сніжинка та світло

Це можна перевірити простим способом – достатньо викопати у снігу невелику лунку за сонячної погоди. Усередині лунки сніг здаватиметься темнішим, трохи жовтуватим. У похмурий час сніг взагалі здається сіро-синім. Таким чином, зовнішній вигляд снігу залежить від погоди навколо.

Коли на вулиці світить яскраве сонце, кучугура відображає повний спектр сонячного світла. Це можна помітити навіть неозброєним оком – чистий сніг переливається і ніби блищить. Ближче до полюсів планети сніг набуває червоних відтінків. Це відбувається через особливий вид водоростей, які при розмноженні забарвлюють все в рожевий колір.

Знаменитий Чарльз Дарвін робив позначки про різні кольори снігу у своїх щоденниках. Одного разу він вирушив у далекі мандри й помітив, що копита його коня залишають червоні сліди на снігу. Через яскравого заходу сонця також може приймати інші кольори, так як відображає червоне світло.

Поняття кольору – суб’єктивна річ. Деякі люди нездатні розрізняти кольори, деякі плутаються у відтінках, а деякі вигадують і розрізняють свої унікальні відтінки.
Три різних людини можуть бачити той самий об’єкт з різного погляду: для когось трава буде смарагдовою, для когось салатової, а хтось взагалі побачить у ній блакитність бірюзового. Явлення кольору поки що не вивчені досконально. Відомо лише те, що у кожної людини своє сприйняття кольору, відмінне від інших.

Рожевий або кавуновий сніг

Рожевий або кавуновий сніг
Рожевий або кавуновий сніг

За кольором сніг буває не лише білим. Рожевий сніг трапляється дуже часто. Його можна знайти у Гренландії, на Північному полюсі та на деяких горах. Такий сніг зустрічається у весняний та літній періоди. У цей час сонце трохи підігріває сніговий покрив, сніг поступово підмокає. Чим мокрішим стає сніг, тим його колір яскравіший. Червоний сніг був помічений Арістотелем.

У ХІХ столітті такий сніг привезли до Великобританії. Тоді ж ніхто не міг пояснити природу явища. Ботанік із Шотландії Роберт Браун припустив, що цей відтінок сніг набуває через водорості. Він мав рацію і через століття вчені виявили життєдіяльність хламідомонад у снігу. Вони розпочинали інтенсивне розмноження навіть у холоді. Коли до водоростей доходив кисень, вони починали пахнути кавунами. За словами деяких очевидців, сніг і на смак нагадує даний плід.

Будова хламідомонади: 1. Джгутики 2. Вакуолі 3. Клітинна стінка 4. Світлочутливе вічко 5. Ядро 6. Хроматофор
Будова хламідомонади:
1. Джгутики
2. Вакуолі
3. Клітинна стінка
4. Світлочутливе вічко
5. Ядро
6. Хроматофор

Таким чином, білий колір снігу вийшов через те, що його поверхня повністю відбиває спектр. А при поєднанні всіх кольорів спектру виходить білий. Однак колір також залежатиме і від відтінків неба на даний момент.

Сніг на інших планетах

Частина планет Сонячної системи відрізняється наявністю власної атмосфери. Вона може різнитися з атмосферою нашої планети, проте подібних рис також знайдеться чимало – у будь-якій атмосфері є повітряні потоки. На Марсі є як звичний нам сніг, так і опади, подібні до снігу у вигляді вуглекислоти, найбільш відомої як сухий лід або сухий сніг.

Сухий сніг на Марсі
Сухий сніг на Марсі

На супутнику Нептуна також є сніг із водню та суміші різних газів. При цьому на Тритоні не звичний для нас білий, а рожевий сніг. Він виглядає так через складні сполуки в його складі. Також цей сніг формується під сильним впливом ультрафіолету. На кожному полюсі даного супутника розташовуються товщі снігів розміром до кількох сотень метрів.

Цікаве відео про сніг