Logo holodilshchik
интернет-выпуск № 3(27), март, 2007 г.
ПЕРВАЯ В РОССИИ ИНТЕРНЕТ-ГАЗЕТА ПО ХОЛОДИЛЬНОЙ И БЛИЗКОЙ ЕЙ ТЕМАТИКЕ

Сервисное обслуживание торгового и промышленного холодильного оборудования...
Грамотно преподнести себя через рекламу - тоже искусство!
ФИЗИКА ПРОЦЕССА
ОБЛЕДЕНЕНИЕ И ОБРАЗОВАНИЕ СНЕГА


Данная статья в большей степени адресована холодильщикам, имеющих подрастающих любознательных отроков, которые вдруг, найдя связь профессии отца со снегом, могут спросить: "Па-а-а, а откуда берется снег?" И вот тут молодой отец, выделяющий перед сыном свое высокое звание холодильщика, может попасть впросак…

Внимательно ознакомившись с представленной ниже информацией, вам без труда в краткой и доступной форме удастся ответить на вопрос сына, который если не вслух, то про себя скажет: "Вот какой у меня папа!" - и запомнит это на всю жизнь…


Как оказывается, облака, состоящие из водяных капелек, переохлаждены, т. е. они продолжают существовать в жидкой форме ниже точки замерзания. Исследователи военно-воздушной базы Эглин во Флориде сообщают о наблюдении ими незамерзших водяных капель при температуре до -50 °С [1]. Однако, как только такие облака соприкасаются с некоторой поверхностью, например, с необогреваемой поверхностью летящего самолета, водяные капельки мгновенно превращаются в лед и могут быстро покрыть самолет слоем льда, вызывающим его перегрузку. Такое явление называется обледенением.

Когда дождь проходит сквозь приземный слой воздуха, находящийся при температуре ниже точки замерзания, капли, переохлаждаясь при прохождении сквозь этот слой, замерзают при соприкосновении с холодными поверхностями растений, почвы, зданий, проводов, и также покрывают их льдом.
Схема кристаллической решетки льда на молекулярном уровне (а) и форма
гипотетического кристалла льда (б)
по Н. Н. Стулову


Обычно переохлажденные водяные капельки в облаке при температуре приблизительно -30 °С превращаются в маленькие гексагональные кристаллы1) льда.

1) Слово кристалл происходит от древнегреческого слова кристаллос - лед. Древние греки не рисовали снежинки, но видели их.

Самое удивительное свойство снега - ошеломляющее количество форм снежных кристаллов. Единственная их общность - подчинение "закону шестигранности", или гексагональности. Были попытки построения "идеального кристалла льда" в соответствии с гипотетическим строением элементарной молекулярной кристаллической решетки, показанной па рис. 1,а [2]. Именно так представляется гексагональный характер связей между атомами водорода (Н) и кислорода (О). О форме "идеального" кристалла льда можно получить представление по рис. 1, б (рисунок Н. Н. Стулова из книги А. Д. Заморского) [3]. Но таких "идеальных кристаллов" нет ни на Земле, ни в атмосфере.

На больших высотах образуются нежные нитевидные облака, называемые перистыми2) (рис. 2).

Разновидности перистых облаков

Рис. 2. Разновидности перистых облаков [4]

2) Формы перистых облаков весьма разнообразны. Они могут принимать как вид отдельных крючков и волокон, так и длинных полос, пересекающих все небо, точно они расходятся из одной точки. Однако, несмотря на разницу в формах все эти облака указывают на приближение теплого фронта, а значит, и дождя (зимой - снега). У самой кромки горизонта перистые облака непосредственно неразличимы, но сразу же обнаруживают себя при заходе солнца.

На заметку: Если перистые облака изгибаются длинной полосой, следует ожидать бури: дождя, сопровождаемого сильным ветром, а в зимнее время - метели. Осадки обычно начинаются приблизительно через 10-36 часов после появления перистых облаков [4].

Перистые облака состоят из кристаллов льда, которые при определенных условиях становятся зародышами снежных хлопьев. Эти кристаллы падают вниз сквозь переохлажденные водяные капельки, и, поскольку давление пара над водой больше, чем надо льдом, влага испаряется из капель и конденсируется на льде. Таким образом, кристаллы растут и превращаются в гексагональные снежинки. Но хотя все снежинки гексагональны, нельзя обнаружить среди них двух совершенно подобных, несмотря на то, что тысячи снежинок подвергались исследованию и фотографированию (рис. 3).
Микрофотографии
кристалликов снега [1]


Чем объяснить такое разнообразие? Конечно, немалая роль принадлежит здесь примесям, особенно разным микрочастицам, оказавшимся ядрами кристаллизации. Это могут быть самые различные частицы пыли, дыма. А. Д. Заморский [3] описывает случай, когда в ядре снежинки было найдено мелкое насекомое - полная аналогия с реликтовыми формами, обнаруживаемыми в янтаре. Но главная причина богатства форм снежных кристаллов - теплофизические условия их образования, роста и метаморфизма.

Многие восхищались причудливой красотой снежных кристаллов и мечтали получить их искусственно. Однако долго никто не мог догнать в этом деле природу. Профессору Хоккайдского университета У. Накайя [5] первому удалось вырастить искусственные снежинки. В 1935 году Накайя создал в городе Саппоро маленькую лабораторию с холодильной камерой, где можно было изменять в широких пределах температуру и влажность воздуха. Первая снежинка в этой камере им выращена 12 марта 1936 года. Теперь на месте лаборатории разбит парк и воздвигнут монумент в память об этом событии.

Литература:

1. Физика. Л. Эллиот и У. Уилкокс /Пер. с анг. Под ред. Проф. А.И. Китайгородского. - М.: Изд-во "Наука", Гл. редакция физико-математической литературы. 1975. - С. 332-333.
2. В царстве снега. А.К. Дюнин / Серия "Человек и окружающая среда" Издательство "Наука" Сибирское отделение Новосибирск, 1983. http://www.skitalets.ru.
3. Заморский А. Д. Атмосферный лед. Иней, гололед, снег и град. М- Л.: Изд-во АН СССР, 1955. 380 с.
4. Энциклопедия примет погоды (Предсказание погоды по местным признакам) /Крис Касперски. - М.: Солон-пресс, 2004. - С. 11-13.
5. Nakaya U. Snow Crystals: Natural and Artificial Harvard University Press, 1954. 510 p.


Приглашаем ученых и инженеров, аспирантов и студентов, а также,
заинтересованные институты, фирмы, организации и частных лиц, принять участие в размещении
информации в интернет-газете, посвященной холодильной и близкой ей тематике.

Учредитель и издатель интернет-газеты: ООО "АВИСАНКО" (Москва).
Адрес редакции: Россия, 115551, Москва, Шипиловский проезд, д.47/1, офис 67-А.
Тел./факс: +7 (495) 343-43-71, тел.: +7 (495) 343-43-17, -43, -44, -45, доб. 132.

Головной сайт: www.avisanco.ru.

E-mail: info@holodilshchik.ru

Первый выпуск первой в России интернет-газеты по холодильной и
близкой ей тематике - "Холодильщик.RU" - вышел в свет в январе 2005 г.
Руководитель проекта и Главный редактор: Маргарян С.М. (АВИСАНКО, ООО)
За содержание рекламных материалов редакция ответственности не несет.
При перепечатке статей, ссылки на их авторов и интернет-газету обязательны.
Разместите на своем сайте нашу кнопку... Rambler's Top100 Многоязыковая поисковая система...


Авторские права © 2005-2017 // MARGARY@N

Партнеры:
1