Чем полезен снег и лед


Особенности вождения зимой: снег или лед

Новости Aвтоновинка Автобизнес Автособытие Автотехнологии Автофанаты Законодательство Тест-драйв Видео Полезное Б/у автомобили Советы автомобилистам Актуально Коронавирус Автофиксация нарушений ПДД Растаможка UA RU
  • Больше
UA RU
    Новости Aвтоновинка Автобизнес Автособытие Автотехнологии Автофанаты Законодательство Тест-драйв Видео Полезное Б/у автомобили Советы автомобилистам Актуально Коронавирус Автофиксация нарушений ПДД Растаможка

Как образуется снег? - WorldAtlas

Морин Шизия, 24 октября 2017 в Знаете ли вы,

Snowflakes are formed in the atmosphere, and then gravity takes over causing the snowflakes to fall to the ground. В атмосфере образуются снежинки, а затем сила тяжести берет верх, и снежинки падают на землю.

Снег относится к типу кристаллов льда, выпавших из атмосферы, которые претерпевают многочисленные изменения при падении на поверхность земли.Говоря о снеге, важно помнить, что он связан со всем жизненным циклом воды, от жидкого состояния до твердого и, наконец, обратно в пар.

Снег образуется, когда погода достаточно холодная. В местах продолжительных холодов, например, двух лет и более, может образоваться ледник; Однако это случается в немногих местах. В большинстве мест снег тает с приближением лета.Затем эта вода испаряется обратно в атмосферу, и цикл продолжается.

Снежная формация

Есть несколько условий, которые должны быть выполнены для образования снега. Прежде всего, температура воздуха должна быть достаточно низкой. Вопреки распространенному мнению, для образования снега температура не должна быть ниже нуля. Необходимая температура ниже 2⁰ Цельсия.Поскольку снег состоит из водяного пара в атмосфере, он придерживается простой логики, что водяной пар должен присутствовать. Наконец, ледяные кристаллы должны столкнуться, чтобы образовать еще более крупные ледяные кристаллы, называемые снежинками. Причина этого последнего требования довольно проста. Для образования снега кристаллы льда должны упасть на землю. Однако сами по себе они не достаточно тяжелые, чтобы их тянула сила тяжести. С другой стороны, снежинки достаточно тяжелые.

«Мокрый» и «сухой» снег

Эти два термина могут ввести в заблуждение.Снег - это вода в твердом состоянии, поэтому определение снега как «сухой» или «мокрый» может сбивать с толку. Снег определяется как мокрый, если есть вода. В контексте образования снега «сухой» и «мокрый» не используются буквально. Вместо этого они используются для различения на основе того, как образуется каждый тип снега, и результирующего свойства любого типа.

Когда снежинки образуются в атмосфере, сила тяжести берет верх.Если снежинки падают в сухой воздух, внешние части снежинок высыхают. Следовательно, сцепление между частицами снега будет слабее. Образовавшийся снег будет менее плотным и легким, на самом деле он будет достаточно легким, чтобы его унесло ветром. Этот снег очень подходит для ледовых видов спорта и называется «сухим».

Если температура немного выше 0⁰, то падающие в воздухе снежинки слегка тают.Они становятся водянистыми снаружи, а вода снаружи снежинок способствует большему сцеплению между частицами воды. Полученные снежинки больше, но при этом более компактные. Образовавшийся лед также имеет характеристики своих снежинок. Из-за своей компактности такой снег пригодится для веселых занятий, например, лепки снежного человека. Этот тип снега описывается как мокрый.

.

Жизненно важные признаки планеты

Было 11:30 утра, и мы с инженером по приборам GLISTIN-A Роном Мюллершоеном были в северной Гренландии у пирса авиабазы ​​Туле, глядя на замерзший залив Вольстенхолм. Мы говорили о том времени, когда Рон летом здесь носил шорты, но сегодня это было типичное -22 по Фаренгейту (-30 по Цельсию). И хотя за последнюю неделю мы как-то привыкли к холоду, а я была в большой куртке, ноги начинали мерзнуть после часа ходьбы.Итак, мы решили вернуться.

Когда мы развернулись, чтобы идти, меня ударили по лицу солнечные лучи, отражавшиеся от покрытой льдом земли. Яркость была поразительной. И в этот момент значение слова «альбедо» врезалось в мой мозг, и это выходило за рамки чтения о науке или просмотра иллюстраций и анимаций.

Было что-то особенное в опыте, когда солнечные лучи, которые находились низко в небе высоких широт, падали на ледяную поверхность под очень низким углом и отражались в моих глазах.

Альбедо - это показатель того, насколько отражающей является поверхность, сколько световой энергии отражается и отражается и сколько световой энергии поглощается. (Представьте горячий асфальт в солнечный день. Черный асфальт имеет низкое альбедо и поглощает световую энергию, а самый яркий белый имеет самое высокое альбедо и отражает свет.)

Команда «Таяние океанов Гренландии» (OMG) стоит на ледяном щите Гренландии. Обратите внимание на длинные тени от небольших камней на земле. Альбедо является частью того, что стабилизировало климат Земли на протяжении тысячелетий, потому что в нормальных условиях белый цвет полярного льда отражает световую энергию обратно в космос, поддерживая стабильную среднюю глобальную температуру.Чем больше площади покрыто льдом, тем больше тепла отражается обратно в космос. Чем больше льда тает, тем больше тепла поглощается. Повышение температуры приводит к таянию льда, обнажая более темно-коричневую и зеленую землю и темно-синий океан. Эти более темные поверхности имеют более низкое альбедо, поэтому они поглощают больше тепла от солнечных лучей.

Я постоял на мгновение, глядя на землю - твердую, сухую, твердую смесь льда и снега, которая издала исключительно удовлетворительный хруст шум, когда наши ботинки шли по ней, - и попытался определить цвет: 50 оттенков белого цвета.Я остановился на белом / голубом / серебристом блеске. Из-за низкого угла наклона солнца даже самая маленькая шероховатая кромка размером и формой с камешек на текстурированной поверхности земли оставляла длинную темную тень.

Неважно, где мы были, как мы стояли или в какое время суток, весь день, каждый день всегда были длинные тени - безумно длинные тени. На 78 градусе северной широты, на 12 градусов выше полярного круга, солнце никогда не будет над головой. Никогда. Я знаю, что это кажется невероятным, но даже во время летнего солнцестояния, когда Северный полюс Земли наклонен к Солнцу, или в течение четырех летних месяцев с 24-часовым дневным светом, Солнце всегда низко, низко, низко на этой широте.

Низко на горизонте

В тот момент я также понял другой научный вопрос, который меня беспокоил. Мне было интересно, почему морской лед метровой толщины еще не начал таять. Несмотря на то, что это был конец марта, хотя равноденствие прошло, солнце выглядело, и дни становились длиннее. Фактически, дни здесь становились намного длиннее и очень быстро. 23 марта, всего через три дня после равноденствия, у нас уже были 14-часовые дни с закатом более 9 p.м. Это потому, что в этих высоких широтах продолжительность светового дня может увеличиваться на 40 минут в день. А к середине апреля, всего через несколько недель после весеннего равноденствия, световой день будет 24 часа, и солнце не зайдет до сентября.

К середине апреля метровый слой замерзшей морской воды, покрывающий поверхность моря и заполняющий фьорды, полностью растает и обнажит темно-синий океан под ним. Но сегодня, даже при этом ярком солнечном свете, даже в этот 14-часовой солнечный день океан все еще был полностью заморожен.

Даже в полдень солнце сидит низко в небе. Этот айсберг откололся от одного из прибрежных ледников Гренландии, поплыл во фьорд Вольстенхольм, а затем оказался в ловушке морского льда. Фактически, буквально на днях наша группа прошла около 3 миль (5 километров) через замерзший океан до середины фьорда Вольстенхольм, чтобы посетить айсберги, застрявшие в замерзшей морской воде. Мы совсем не беспокоились о прорыве.

Но «Почему?» Мне было интересно. Почему при всем этом дополнительном солнечном свете морская поверхность все еще так замерзла? И почему эта твердая, сухая, покрытая коркой смесь льда и снега все еще осталась на земле?

В тот момент, когда отблеск солнечного света, отражающийся от ледяной земли, ударил меня по лицу, я точно знал почему.Это был необычайно низкий угол падения солнечного света, который отражался прямо от потрясающе яркой белизны льда. Солнечный свет не поглощался льдом и снегом, а вместо этого отражался. Только через месяц или около того солнце поднимется в небе немного выше. И хотя солнце здесь никогда не будет прямо над головой, оно будет достаточно высоким, чтобы лед начал таять.

Независимо от того, сколько человек изучает Гренландию, или северные широты, или альбедо, или Землю в целом, выход в поле, чтобы испытать эти вещи, может полностью изменить ваше понимание мира и того, как он работает.Я постоял там какое-то время, позволяя холодным солнечным лучам высоких широт скользить по снежному льду и светить мне прямо в лицо.

Команда НАСА по таянию океанов в Гренландии (OMG) находится здесь, в Гренландии; здесь, чтобы узнать, сколько конкретно льда теряет остров из-за более теплых океанических вод вокруг береговой линии. В таких отдаленных местах почти нет данных об океане, но OMG занята работой, чтобы изменить это, изучая сложные океанические процессы, которые влияют на береговую линию Гренландии, потому что сбор данных имеет решающее значение для понимания сложного климата Земли.Эта информация поможет нам понять, какое повышение уровня моря ожидается во всем мире.

Спасибо за внимание,

Лаура

.

Характеристики снега | Национальный центр данных по снегу и льду

Снег - это скопление уплотненных кристаллов льда, и состояние снежного покрова определяет множество качеств, таких как цвет, температура и водный эквивалент. При изменении погодных условий снежный покров также может измениться, что влияет на характеристики снега.

Чаще всего снег кажется белым, но глубокий снег может действовать как фильтр, поглощая больше одного цвета и меньше другого. Глубокий снег обычно поглощает красный свет, отражая синие оттенки, которые часто можно увидеть на снегу.
- Фото: Пол Уотсон
Цвета снега

Обычно снег и лед придают нам однородный белый цвет. Это потому, что видимый свет белый. Большая часть видимого света, падающего на поверхность снега или льда, отражается обратно без какого-либо особого предпочтения какого-либо одного цвета. Большинство натуральных материалов поглощают часть солнечного света, что придает им цвет. Однако чистый снег отражает большую часть солнечного света, создавая белый цвет. Количество солнечного света, которое снежный покров отражает в атмосферу, определяется как альбедо снега.

Арбузный снег на краю этого ледника в Монтане вызван водорослями, обитающими в снегу.
- Фото: Кэрол Нойхофф

Однако снег также может казаться синим. Когда световые волны проникают в снег или лед, ледяные зерна рассеивают большое количество света. Если свет распространяется на какое-либо расстояние, он должен пережить множество таких событий рассеяния. То есть он должен продолжать рассыпаться, а не поглощаться. Наблюдатель видит свет, возвращающийся из приповерхностных слоев после того, как он был рассеян или отражен от других снежинок всего несколько раз, и он все еще кажется белым.Это поглощение является предпочтительным: красный свет поглощается больше, чем синий. Разница в поглощении мала, но ее достаточно, чтобы на значительном расстоянии, скажем, в метре (3,3 фута) или более, фотоны, выходящие из слоя снега, как правило, состоят из большего количества синего света, чем красного света. Например, если вы проделаете дыру в снегу и посмотрите в нее, вы можете увидеть голубоватый цвет. В каждом случае синий свет является результатом относительно длинного пути через снег или лед. Думайте о слое льда или снега как о фильтре.Если он имеет толщину всего сантиметр (0,39 дюйма), весь свет проходит сквозь него, но если он имеет толщину около одного метра (3,3 фута), в основном проходит синий свет.

Частицы или организмы в снежном покрове также могут влиять на цвет снега. Например, арбузный снег кажется красным или розовым. Эта окраска вызвана разновидностью криофильных или холодолюбивых пресноводных водорослей, содержащих ярко-красный пигмент. Арбузный снег чаще всего встречается летом в высокогорных альпийских районах, а также в прибрежных полярных регионах.Хотя этот снег может выглядеть конфетного цвета, есть его неразумно. Кровавый водопад на леднике Тейлора в Антарктиде тоже покрыт красным снегом, но по другой причине. Там темно-красный цвет вызван утечкой соленой воды из древнего резервуара под ледником. Эта вода богата железом, которое окисляется при контакте с атмосферой, образуя ярко-красный водопад.

Богатая железом вода, вытекающая из ледника Тейлора в Антарктиде, придает кровавому водопаду темно-красный цвет.
- Фото: Питер Рейчек, Антарктическая программа США, Национальный научный фонд.

Частицы темного цвета, такие как пыль и сажа, могут изменять внешний вид снега и, поскольку они поглощают больше солнечного света, ускоряют отступление снега. Исследования в юго-западных горах Колорадо Сан-Хуан показали, что слой пыли на поверхности снежного покрова может сократить продолжительность снежного покрова от 21 до 51 дня. Напротив, повышение температуры воздуха на 2–4 градуса по Цельсию (от 4 до 7 градусов по Фаренгейту) сократит продолжительность снежного покрова всего на 5–18 дней.Слои пыли могут оказаться погребенными в снежном покрове, поскольку новые штормы добавляют сверху чистый снег, но эти слои пыли снова появятся, когда верхние слои тают.

Пыльный слой затемняет снег и ускоряет его таяние.
- Фото: Джефф Димс, NSIDC
Снег и звук

Характеристики и возраст снега могут влиять на распространение звуковых волн, в некоторых случаях ослабляя их, а в других - усиливая. Например, люди часто замечают, как меняется звук после свежего снегопада. Когда земля покрыта толстым слоем свежего пушистого снега, звуковые волны легко поглощаются поверхностью снега, подавляя звук.Однако время и погодные условия могут изменить снежную поверхность. Если поверхность тает и снова замерзает, снег становится гладким и твердым. Тогда поверхность поможет отражать звуковые волны. В таких обстоятельствах звуки могут казаться более четкими и распространяться дальше.

Снег также может хрустеть и скрипеть. Слой снега состоит из множества крошечных ледяных зерен, окруженных воздухом, и когда вы наступаете на него, вы сжимаете зерна. Когда снег сжимается, ледяные зерна трутся друг о друга. Это создает трение или сопротивление; чем ниже температура, тем больше трение между ледяными крупинками.Внезапное раздавливание снега при более низких температурах производит знакомый скрип или хруст. При более высоких температурах, ближе к плавлению, это трение снижается до такой степени, что скольжение зерен друг о друга производит небольшой шум или не производит никакого шума. Сложно сказать, при какой температуре начинает хрустеть снег, но чем холоднее снег, тем громче хруст.

Снег и изоляция

Снег - такой хороший изолятор, что некоторые животные роют снежные пещеры, в которых могут впадать в зимнюю спячку.Новый снег состоит из большого количества воздуха, заключенного среди скопившихся снежных кристаллов. Поскольку воздух почти не может двигаться, теплоотдача значительно снижается. Свежий, неуплотненный снег обычно на 90-95 процентов состоит из воздуха. Многие животные пользуются изоляционными свойствами снега и зарываются в него, чтобы зимовать в спячке.

Снежные туристы иногда роют снежные пещеры, чтобы спать, пользуясь изолирующими свойствами снега. Хотя снег холодный, температура воздуха внутри снежной пещеры будет оставаться выше, чем температура наружного воздуха, которая может значительно упасть ночью.
- Фото: Эль-Капитан, Flickr
Высота снежного покрова и температура

Температура поверхности снега зависит от температуры воздуха выше. Чем холоднее воздух наверху, тем холоднее будут слои снега у поверхности, особенно в пределах от 30 до 45 сантиметров (от 12 до 18 дюймов). Снег у земли в более глубоком снежном покрове теплее, потому что он находится близко к теплой земле. Земля относительно теплая, потому что тепло, накопленное в ней летом, медленно рассеивается. Кроме того, снег является хорошим изолятором, как и изоляция потолка в доме, и, таким образом, замедляет поток тепла от теплой земли к холодному воздуху наверху.

Снежный водный эквивалент

Снег состоит из замороженных кристаллов воды, но поскольку каждый из этих крошечных кристаллов в снежном покрове окружен очень большим количеством воздуха, большую часть общего объема снежного слоя составляет воздух. Мы называем снежный водный эквивалент снега толщиной воды, которая возникает в результате таяния данного слоя снега. Часто повторяемое предположение утверждает, что соотношение снега и воды составляет десять к одному, но это не всегда верно. Водный эквивалент снега более изменчив, чем думает большинство людей.Например, 25 сантиметров (10 дюймов) свежего снега могут содержать всего 0,25 сантиметра (0,10 дюйма) воды и до 10 сантиметров (4 дюйма) воды, в зависимости от кристаллической структуры, скорости ветра, температуры и других факторов. факторы. В большинстве новых снегопадов в США соотношение воды и снега составляет от 0,04 (4 процента) до 0,10 (10 процентов), в зависимости от метеорологических условий, связанных со снегопадом.

Для получения дополнительной информации см. «Ресурсы снега».

Последнее обновление: 10 января 2020 г.

.

Снег и климат | Национальный центр данных по снегу и льду

Влияние снега на климат

Сезонный снег - важная часть климатической системы Земли. Снежный покров помогает регулировать температуру поверхности Земли, а когда снег тает, вода помогает наполнять реки и водоемы во многих регионах мира, особенно в западных Соединенных Штатах. С точки зрения площади снежный покров - это самый крупный компонент криосферы, занимающий в среднем около 46 миллионов квадратных километров (около 17.8 миллионов квадратных миль) поверхности Земли каждый год. Около 98 процентов снежного покрова Земли расположено в Северном полушарии. В таком большом масштабе снежный покров помогает регулировать теплообмен между поверхностью Земли и атмосферой или энергетический баланс Земли. В меньшем масштабе изменения снежного покрова могут влиять на региональные погодные условия. Например, в Европе и Азии похолодание, связанное с сильным снежным покровом и влажными весенними почвами, может сдвинуть наступление летнего сезона муссонов и повлиять на его продолжительность.

Средняя площадь снежного покрова в Северном полушарии достигает максимума в январе (слева) и минимума в августе (справа). Белый цвет указывает на снег, синий - на океаны и воду, а серый - на сушу. (Изображение большего размера недоступно)
- Фото: NSIDC

Отражение

Альбедо снега, или количество солнечного света, которое он отражает обратно в атмосферу, очень велико, отражая от 80 до 90 процентов приходящего солнечного света. Напротив, деревья, растения и почва отражают только 10-30 процентов солнечного света.Снежный покров оказывает наибольшее влияние весной (с апреля по май) в Северном полушарии, когда дни становятся длиннее и количество солнечного света увеличивается над заснеженными территориями. Высокая отражательная способность снега помогает сбалансировать энергию Земли, поскольку он отражает солнечную энергию обратно в космос, что помогает охлаждать планету.

Изоляционные и термические свойства

Термические свойства снега также имеют важные последствия для климата. Снег действует как изолирующее одеяло.Под слоем снега всего 30 сантиметров (1 фут) почва и живущие в ней организмы защищены от изменений температуры воздуха над поверхностью снега. Холодная и влажная поверхность снега влияет на то, сколько тепла и влаги циркулирует между землей и атмосферой. Снег помогает изолировать землю под землей, удерживая тепло и предотвращая испарение влаги в атмосферу. Даже поверх другого замороженного материала, такого как вечная мерзлота, речной или морской лед, снежный покров предотвращает столь быстрое образование льда.

Когда почва замерзает, она задерживает газы, такие как углерод и метан, препятствуя химическому обмену между землей и воздухом. Замерзшая почва также препятствует перемещению воды в почве и по поверхности почвы. Поскольку почва заморожена, ее поверхность запечатана и поэтому она поглощает меньше новой жидкой воды, что приводит к большему поверхностному стоку. Кроме того, после промерзания почвы изолирующие свойства снега могут замедлить таяние. Зная, замерзла ли почва и как скоро эта почва может оттаять, важно оценить, сколько воды может быть доступно во время весеннего и летнего таяния.

Рельеф и снег

Сколько снега накапливается в определенной области, зависит не только от широты и времени года. Различия в высоте, растительности, близости к побережью, а также преобладающие ветры и погодные условия создают различный «снежный климат». В то время как лыжники из Колорадо часто наслаждаются относительно сухим, пушистым «порошком шампанского», например, лыжники из Калифорнии обычно работают с более влажным «цементом Sierra».

Но различия в местности и ветре вызывают существенные изменения снежного климата на гораздо более коротких расстояниях.Ветер может соскребать снег со склона и осаждать его на другой стороне, вызывая десятикратную разницу в высоте снега над той же горой.

Воздействие климата на снег

Эти изображения с цветовой кодировкой показывают процент дней, в течение которых земля была покрыта снегом: самый темный синий цвет означает, что снежный покров составляет менее 20 процентов времени, а почти белый означает почти полный снежный покров. На верхней карте показан снежный покров с 1 октября 2011 года по 20 марта 2012 года. На нижней карте показан снежный покров с 1 октября 2010 года по 20 марта 2011 года.Меньшее количество снега часто приводит к меньшему количеству весенних паводков, но также означает, что будет меньше талой воды для заполнения водоемов и озер. Эти карты были составлены с использованием данных спектрорадиометра изображения среднего разрешения (MODIS) на борту спутника NASA Terra.
—Предоставлено: NASA Earth Observatory

Изменения климата могут повлиять на количество выпадающих снегов и на время зимнего снежного сезона. В период с 1966 по 2010 год количество снежного покрова на суше и на море ежегодно уменьшалось во многих регионах Северного полушария, особенно в период весеннего таяния снегов.Ученые моделируют, как климат Земли может измениться в течение следующих 100 лет, и результаты показывают, что снег покроет меньшую часть планеты, особенно в Европе и Азии. Потепление климата может уменьшить количество снегопадов, вызвать более раннее весеннее таяние и более короткие сезоны снежного покрова. Например, более теплый воздух на Аляске приводит к тому, что снег каждую весну тает раньше, что удлиняет бесснежный летний сезон.

Теплые периоды весенней погоды зимой также могут вызывать дождь вместо снега или вызывать необычное таяние в течение обычно холодного времени года.Более теплая весенняя погода на Аляске и в арктических районах Канады привела к более частому таянию и повторному замерзанию снега, а также к более частым дождям. Эта дополнительная вода может показаться полезной для растительности и, следовательно, для выпаса животных. Но ночные температуры арктической весны все еще достаточно низкие, чтобы заморозить дождь и талый снег, который закрывает землю слоем льда. Овцебыки и карибу могут сметать снег, чтобы пастись, но они рискуют умереть от голода, когда не могут пробиться сквозь затвердевший лед, чтобы добраться до травы внизу.

Изменения количества снега, покрывающего землю, и изменения в том, как снег тает весной, повлияют на источники воды, которые люди используют для таких вещей, как сельское хозяйство и производство электроэнергии. Отступающие ледники и уменьшение снежного покрова вызывают опасения по поводу сокращения запасов воды по всей Индии и Юго-Западной Азии.

Горнолыжные курорты, расположенные в горных хребтах с умеренным климатом, например в западной части Северной Америки, Новой Зеландии и европейских Альпах, уже испытывают зимние температуры, которые лишь немного ниже нуля, и даже небольшое повышение температуры воздуха может сократить лыжный сезон. или вызвать полное закрытие зоны катания.Фактически, единственный горнолыжный курорт Боливии, расположенный на леднике Чакалтая, был закрыт в 2009 году после того, как ледник отступил на два десятилетия, а затем полностью исчез. Горнолыжный курорт в Уистлере, Британская Колумбия, находится на значительном перепаде высот, и, хотя вершина, вероятно, останется снежной в течение лыжного сезона, условия на базе все чаще будут дождливыми. Помимо температуры воздуха, важным климатическим фактором для снега на горнолыжных курортах может быть влажность. Например, создание снега более осуществимо на горнолыжных курортах в более сухом климате (например, в Колорадо), чем на горнолыжных курортах с более влажным климатом (например, на северо-западе Тихого океана), особенно когда температура приближается к точке замерзания.

Поскольку изменения снежного покрова могут иметь драматические последствия для окружающей среды Земли и людей, ученые разработали способы непрерывного измерения того, какая часть планеты покрыта снегом. В долгосрочной перспективе эти данные о снежном покрове помогут ученым понять, как может изменяться климат, а в краткосрочной перспективе эта информация может помочь специалистам по водным ресурсам оценить, будет ли таяние снега каждой зимы обеспечивать достаточное количество воды для жаждущих людей и засушливых культур.

Для получения дополнительной информации см. «Ресурсы снега».

Последнее обновление: 10 января 2020 г.

.

Смотрите также