Почему снег хрустит под ногами?

Снег скрипит. В очень морозную погоду его скрип можно услышать за несколько десятков метров. Чем вызвано это явление? Почему при изменении температуры звуки то усиливаются, то ослабевают?
Почему снег хрустит под ногами?

Оказывается, скрип — следствие особого строения снега, а при повышении/понижении температуры это строение меняется и звуки образуются уже другие.

Снежинки: образование и строение

Снег «складывается» из отдельных снежинок — кристаллических образований, состоящих из замёрзшей воды (около 5 %) и воздуха (около 95 %). Состав определяет их хрупкость, лёгкость и чрезвычайно низкую прочность, а преимущественная доля воздуха — белый цвет.

Учёными подробно изучен процесс образования снежинок. Испаряющаяся с поверхности Земли вода в виде пара поднимается в атмосферу, там охлаждается и концентрируется в капли, образуя дождевые облака.

При значительном охлаждении микроскопические капли, соприкасаясь с пылевыми частицами, замерзают, образуя кристаллы шестиконечной формы.

Пыль, а также частицы дыма, даже насекомые становятся ядром кристаллизации. Исследователь снега А. Д. Заморский рассказывает о снежинке, в ядре которой оказалась мелкая мошка — вокруг замёрзшего насекомого вырос кристалл.

Шестиконечность основного кристалла снежинки обусловлена особенностью молекулы воды, из-за которой угол между лучиками может быть лишь 120° или 60°. Но каждый из нас, рассматривая снежинку, видел, насколько сложнее и прекраснее её рисунок, чем обычный шестиугольник. Узорчатость вызвана нарастанием на основных лучах других кристаллов, со своими углами.
Почему снег хрустит под ногами?
Встречаются и снежинки неправильной формы. Она сформировалась вследствие постоянного движения снега в воздушных слоях, где он то подтаивает, то снова кристаллизуется, наращивая на деформированные части новые лучи.

В середине ХХ века Комиссией снега и льда, которая является отделом Международной ассоциации научной гидрологии, принята как основополагающая Международная классификация снега. Учёные мужи разделили все снежинки на десять больших групп. Каждую теперь можно было определить в один из классов:

— звёзд, или дендритов;

— пространственных (сложных) дендритов;

— кристаллов неправильных;

— пластин;

— столбиков;

— столбиков увенчанных;

— игл;

— градин;

— крупки;

— ледяного дождя.

В каждом классе выделены подвиды, например — ломаные кристаллы, сложные частицы из многих кристаллов, частицы в изморози и многие другие.
Почему снег хрустит под ногами?
Недостаток классификации в том, что она не учитывает форму структуру снежных зёрен в снеговом покрове, которая ещё сложнее и разнообразнее.

От чего зависит форма снежного кристалла?

Этим вопросом всю жизнь занимался профессор-исследователь У. Накайя, сотрудник университета Хоккайдо. В начале ХХ века, в 1936 году, в свой крошечной лаборатории ему первому на земле удалось получить искусственную с точки зрения появления снежинку.

В память о «мастере снега» японцами на территории бывшей лаборатории разбит парк, в котором установлен монумент.

Профессор выяснил, что форма снежного кристаллика зависит от содержания влаги в воздухе и его температуры. Так, самые красивые снежинки — звёзды — образуются в узком интервале от -14°С до -17°С.

Все данные получены и многократно подтверждены У. Накайя экспериментальным путём. Теоретического обоснования и интерпретации процесс так и не получил и ждёт своего открытия.

Причины снежного скрипа (хруста)

Легко догадаться из предшествующих пояснений, что скрип снега — это ломающиеся при нажатии кристаллы. Когда мы наступаем на снежинки, то чрезвычайно непрочные их лучи разламываются.

Дополнительный скрип и хруст создаёт трение кристаллов друг о друга. Особенно громко скрипит снег в мороз — 1000–1600 Гц, когда кристаллы приобретают повышенную (для них) твёрдость и хрупкость и лишаются перманентно присутствующей на их поверхности водной смазки — испарения.

С повышением температуры снег подтаивает, испарение усиливается, вода смягчает трение кристаллов, а сами снежинки становятся менее хрупкими — «мягкими». При нажатии они ломаются и сминаются. Звук от разрушения «мягких» кристаллов — в диапазоне 250—400 Гц. При повышении температуры до −6 °C и выше хруст и скрип заметно ослабевают до полного исчезновения.
Почему снег хрустит под ногами?
Если снег слежался или снежинки сплавились в наст, связи между ними становятся намного прочнее, и они способны хрустеть даже при 0°C. Правда, на скрип это похоже мало, скорее — шорох или специфический шум.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.