Плотность снега: Таблица плотности снега. Уборка, погрузка и вывоз снега в Москве. – ГОСТ Р ИСО 4355-2016 Основы проектирования строительных конструкций. Определение снеговых нагрузок на покрытия

Снег — Википедия

Свежий снег на тонкой ветке

Снег — форма атмосферных осадков, состоящая из мелких кристаллов льда. Относится к обложным осадкам, выпадающим на земную поверхность^[1].

Симметрия снежинки.

Снег образуется, когда микроскопические капли воды в облаках притягиваются к пылевым частицам и замерзают. Появляющиеся при этом кристаллы льда, не превышающие поначалу 0,1 мм в диаметре, падают вниз и растут в результате конденсации на них влаги из воздуха. При этом образуются шестиконечные кристаллические формы. Из-за структуры молекул воды между лучами кристалла возможны углы лишь в 60° и 120°. Основной кристалл воды имеет в плоскости форму правильного шестиугольника. На вершинах такого шестиугольника затем осаждаются новые кристаллы, на них — новые, и так получаются разнообразные формы звёздочек-снежинок.

При высокой термике кристаллы неоднократно вертикально передвигаются в атмосфере, частично тая и кристаллизуясь заново. Из-за этого нарушается регулярность кристаллов и образуются смешанные формы. Кристаллизация всех шести лучей происходит в одно и то же время, в почти идентичных условиях, и поэтому особенности формы лучей снежинки получаются столь же идентичны.

Белый цвет снега возникает благодаря заключённому в снежинке воздуху. Свет всевозможных длин волн отражается на граничных поверхностях между кристаллами льда и воздухом и рассеивается, однако в зависимости от химического состава снег может приобретать различные цвета

[2].

Снежинки состоят на 95 % из воздуха, что обуславливает их низкую плотность (100—400 кг/м³) и сравнительно медленную скорость падения (0,9 км/ч).

Самые крупные снежинки наблюдались 28 января 1887 года во время снегопада в Форт-Кьоу (англ.)русск., штат Монтана, США; одна из них имела размеры в 15×8 дюймов (около 38×20 см)^[3][4][5]. В Братске в 1971 году зафиксированы снежинки размером 20×30 см^[4]. Обычно же снежинки имеют около 5 мм в диаметре при массе около 0,004 г.

Разнообразие снежинок[править | править код]

Существует такое многообразие снежинок, что обычно считается, что не бывает двух одинаковых. Например, Кеннет Либбрехт — автор самой большой и разнообразной коллекции снежинок — говорит: «Все снежинки разные, и их размещение по группам (классификация) — это во многом вопрос личных предпочтений». Простые снежинки — например, призмы, образующиеся при низкой влажности — могут выглядеть одинаково, хотя на молекулярном уровне они отличаются. Сложные звёздчатые снежинки обладают уникальной, отличимой на глаз геометрической формой, и вариантов таких форм, по мнению физика Джона Нельсона из Университета Рицумэйкан (яп.) в Киото, больше, чем атомов в наблюдаемой Вселенной

[6].

Уборка снега в Москве, 2018 г.

Снег является одним из непременных атрибутов зимы. Несмотря на то, что возможны низкие зимние температуры и при отсутствии снега, одно из основных условий климатической зимы — наличие устойчивого (постоянного) снежного покрова, который лежит в течение всей зимы непрерывно или с небольшими перерывами.

В экваториальном и субэкваториальном климатических поясах такое погодное явление, как снег, отсутствует вообще. В тропическом поясе снег крайне редко (раз в несколько десятилетий) может выпасть на границе с субтропическим поясом. В субтропиках на границе с умеренным поясом снег зимой — регулярное явление.

В России постоянный снежный покров устанавливается почти на всей территории страны, за исключением Краснодарского края и равнины северо-кавказских республик. Сроки его установки варьируют от года к году и от сроков наступления климатической зимы. В северо-восточных районах (Республика Коми, Красноярский край, Чукотка, Якутия), где климат наиболее суров, снег ложится уже в конце сентября и держится местами до начала июня.

В Оймяконе осадки могут выпадать в виде снега и образование временного снежного покрова возможно в любой месяц года; средняя дата образования постоянного снежного покрова в Оймяконе — 24 сентября, незадолго после дня осеннего равноденствия, но постоянный снежный покров в Оймяконе может образоваться и на месяц ранее, 24 августа. Тает снег в Оймяконе, в среднем, с 17 мая по 31 мая; средняя продолжительность лежания устойчивого снежного покрова в селе — 237 суток, но возможно и 282 суток. В Хатанге устойчивый плотный постоянный снежный покров отмечается не менее 256 суток в году, с 23 сентября по 5 июня. В Норильске снежный покров лежит, в среднем, 244 суток в году, но может лежать и 277 суток. На мысе Челюскин снежный покров присутствует чуть более одиннадцати с половиной месяцев в году. На некоторых арктических островах России он может присутствовать весь год, где средняя температура самого тёплого месяца в году в некоторых местах составляет −1,2 градуса. В июне на острове Визе высота снежного покрова может составить 50 сантиметров. В средней полосе России первый снег обычно выпадает в конце октября — начале ноября, постоянный снежный покров устанавливается во второй половине ноября, а сходит полностью в конце марта. В равнинной части южных областей европейской части России (особенно в Причерноморье) долговременный снежный покров (дольше 2—3 недель) устанавливается только в особо суровые зимы, да и то не везде. Самая ранняя дата установления временного и постоянного снежного покрова в Москве за 1946—2013 годы — 25 сентября (1976 год) и 24 октября (1993 год), соответственно. В 1993 году в Москве временный снежный покров образовался 29 сентября.

Снег характеризуется разнообразными параметрами: толщиной покрова, количеством в нём воды, рассыпчатостью и т. д. Кроме типичных, существуют особые снегопады, связанные с внетропическими циклонами, озёрами и горной местностью.

Внетропические циклоны, свойственные в Северном полушарии для Западной Европы, Канады и Гренландии, могут создать экстремальные условия, когда идут проливной дождь и обильный снег при ветре, превышающем 119 км/ч^[7]. Полоса осаждения, которая связана с их тёплым фронтом, часто обширна и вызвана слабым восходящим движением воздуха над фронтальной границей; влага конденсируется, когда остывает, и создаёт осадки^[8], формируя полосу слоисто-дождевых облаков^[9]. В холодном секторе, по направлению к полюсу и к западу от центра циклона, малые или средние полосы выпадения снега обычно имеют ширину от 32 до 80 км

[10]. Эти полосы связаны с областями фронтогенеза циклона, или зонами температурного контраста^[11].

Часто приходящий с циклонами холодный воздух может приводить к эффектам полос выпадения снега над большими водоёмами: крупные озёра эффективно аккумулируют тепло, что приводит к значительной разнице температур (более 13 °C) между поверхностью воды и воздухом выше^[12]; из-за этой разности температур, тепло и влага перемещаются вверх, уплотняясь в вертикально ориентированных облаках, которые производят снег. Чем сильнее понижение температуры с высотой, тем гуще образующиеся облака и интенсивней снегопады

[13].

В горных районах сильные снегопады идут, когда воздух вынужден подниматься в горы и, охлаждаясь, отдавать лишнюю атмосферную влагу, выпадающую в холодных условиях высокогорий на их наветренных склонах в виде снега. Из-за особенностей горного ландшафта прогнозирование сильных снегопадов остаётся здесь серьёзной проблемой^[14].

Иней, который растёт на поверхности снега в связи с водяным паром, поднимающимся на холод в ясные ночи

Типы снега можно обозначить через форму хлопьев, скорость накопления и способы скопления его на земле. Виды снежных осадков, которые, из-за циклов таяния и замораживания, падают в виде шариков, а не хлопьев, известны как крупа

[15]^[16].

После того как снег оказывается на земле, он может быть классифицирован как порошкообразный, когда он ещё пушистый, гранулированный, когда он прошёл цикл плавления и замораживания, и, в конце концов, — как превращённый в плотный лёд после уплотнения и дрейфа вниз в многократных циклах таяния и замораживания. Лыжники и сноубордисты разделяют выпавший снег на «целяк», «круд», «наст», «снежную кашу» и «лёд». Когда снег порошкообразный, то он под воздействием ветра может создавать снежные заносы вдали от места, первоначального выпадения^[17], формируя высокие сугробы или снежные ямы глубиной в несколько метров

[18].

Снегозащитные заграждения созданы, чтобы управлять снегом, дрейфующим около дорог, повышая безопасность дорожного движения^[19].

Снег, выпавший на горных склонах, может превратиться в снежную плиту, которая может скатиться по крутому склону в виде лавины. Замороженный эквивалент росы, известный как иней, образует формы снежного покрова на охлаждённых предметах, когда ветры слабые^[20].

Интенсивность снегопада определяется по видимости. Когда видимость составляет более 1 км, снег считается лёгким. Как «умеренный снег» описывается снегопад, ограничивающий видимость расстоянием в 0,5—1 км. Сильным снегопад называют, когда видимость составляет менее 0,5 км^[21]. Устойчивый снег значительной интенсивности часто называют «метелью» (снежный шторм)

[22].

Осадки в виде снега или мокрого снега, выпадающие из кучево-дождевых облаков (Cb), большой интенсивности, но мало продолжительные, описываются как «ливневый снег»^[23].

Астроном Иоганн Кеплер в 1611 году издал научный трактат «О шестиугольных снежинках», в котором подверг чудеса природы рассмотрению со стороны жёсткой геометрии.

Миниатюра «О шестиугольных снежинках» — это раритет науки, документ теоретической кристаллографии и гордость её истории. «Изобилие глубочайших идей, широта подхода при рассмотрении причин образования снежинок, замечательные геометрические обобщения, смелость и остроумие высказанных гипотез поражают и сейчас» — авторитетное мнение историка кристаллографии И. И. Шафрановского.

В 1635 году формой снежинок заинтересовался французский философ, математик и естествоиспытатель Рене Декарт, написавший этюд, включённый им впоследствии в «Опыт о метеорах», или просто «Метеоры».

В 1885 году, после множества проб и ошибок, американский фермер Уилсон Бентли по прозвищу «Снежинка» получил первую удачную фотографию снежинки под микроскопом. Он занимался этим сорок шесть лет, сделав более 5000 уникальных снимков. На основе его работ было доказано, что не существует двух абсолютно одинаковых снежинок (что впоследствии существенно дополнило теорию кристалла).

В 1889 году в Санкт-Петербурге действительным членом Русского Географического Общества бароном Николаем Васильевичем Каульбарсом впервые были обнаружены снежинки довольно необычной формы.

Из заметки д. чл. барона Н. В. Каульбарса^[24]:

Утром 28 февраля, совершая свою обычную прогулку в Юсуповом саду в С.-Петербурге, я был поражён необыкновенным наружным видом снежинок, падавших на моё пальто.

Снежинка необычной формы

Они состояли по большей части из небольших столбиков, в два миллиметра длины, фиг. 2, на обоих концах которых и в плоскости, перпендикулярной к их оси, прикреплены были диски, диаметром около 1 миллиметра. Такой оригинальной формы снежинок мне ранее не доводилось видеть, а потому, вооружившись лупою, я стал ближе рассматривать все подробности их строения, которое и старался выразить на фиг. 1. Столбик а из белого непрозрачного льда казался мне цилиндрическим без внутренней пустоты. Все столбики были одинаковых размеров, около 2 миллиметров длины и около ¹⁄₄ миллиметра ширины. Быть может и даже вероятно, что столбики эти были шестигранные призмы; но на рисунке я не решился этого сделать, так как, при внимательном наблюдении в лупу нескольких десятков снежинок, столбики казались мне цилиндрическими.

То же самое скажу и о двух прозрачных ледяных дисках, прикреплённых к обоим концам столбика. Они также для глаза и в лупу казались совершенно правильными кружками б б, хотя основанием их формы, вероятно, был шестигранник, на что указывает число спиц, расположенных радиально внутри кружков и колебавшееся почти всегда между числами 6 или 12. Только в одном случае насчитал я таких спиц 24. Внутри кружка виднелось круглое основание столбика, образ которого представлял небольшую непрозрачную точку, окружённую весьма тонкой радиальной шрафировкой, упиравшейся как будто в край столбика. Число этих миниатюрных лучей невозможно было сосчитать, но, по-видимому, оно соответствовало числу спиц кружка. Эти последние мне казались трёхгранными, удлинёнными пирамидами (фиг. 3) из совершенно прозрачного льду, упиравшимися основанием на край обреза столбика, а вершиной в край диска. Пространство между этими пирамидами было выполнено весьма нежными перистыми образованиями формы, изображённой на фиг. 4.

Особенно поразило меня в этих снежинках оригинальное образование на наружном крае дисков, украшенных рядом игл, вертикально стоявших на самом наружном крае диска. Число этих игл, которые казались мне также трёхгранными пирамидами, всегда строго соответствовало числу спиц диска, и притом на каждую спицу приходилось по 4 иглы с.

У разных авторов я нашёл рисунок этого весьма редкого вида снежинок, но везде только в самых общих чертах, без подробностей. Ни на одном, например, не показаны спицы внутри дисков и иглы, расположенные на их наружном крае.

Вместе с описываемыми снежинками падали и снежинки обыкновенной шестигранной формы, но в весьма ограниченном числе.

Погода была пасмурная, при слабом S. W. и −5° Реомюра.

В 1951 году Международная комиссия по снегу и льду приняла довольно простую и получившую широкое распространение классификацию твёрдых осадков. Согласно этой системе, существует семь основных видов кристаллов: пластинки, звёздчатые кристаллы, столбцы (или колонны), иглы, пространственные дендриты, столбцы с наконечником и неправильные формы. К ним добавились ещё три вида обледеневших осадков: мелкая снежная крупка, ледяная крупка и град.

В 2001 году свои исследования в области снега начал профессор физики, астроном Кеннет Либбрехт (Kenneth Libbrecht) из Калифорнийского технологического института. В лаборатории профессора Либбрехта снежинки выращиваются искусственно.

В настоящее время снег изучает раздел гляциологии — снеговедение.

Снег относительно высокой плотности используется в строительстве иглу.

Снег, особенно свежевыпавший, — неплохой теплоизолятор. У свежевыпавшего снега с плотностью 0,12… 0,20 г/см³ Коэффициент теплопроводности К_тп = 0,1—0,15 Вт/м·К (на уровне хороших утеплителей). Однако по мере слёживания до плотности 0,40… 0,56 г/см³ коэффициент теплопроводности вырастает до 0,5 и даже до 0,6—0,7 Вт/м·К^[25]. Теплоёмкость снега при этом почти не изменяется (2090… 2100 Дж/кг·К)^[25].

При сдавливании снег издаёт звук, напоминающий скрип (хруст). Этот звук возникает при ходьбе по снегу, надавливании на свежий снег полозьями саней, лыжами, при лепке снежков и т. п.

Скрип снега слышен при температуре ниже −2 °C^[26] (по другим данным, ниже −5 °C^[27]). Выше этой температуры скрип не слышен.

Считается, что есть три основных причины возникновения звуков:

Основной причиной скрипа (хруста) снега считается именно первая (ломание кристалликов).

В акустическом спектре скрипа снега есть два максимума: в диапазоне 250—400 Гц и 1000—1600 Гц. Характер издаваемых звуков зависит от температуры снега^[28]. В начале XX века метеорологи даже предлагали оценивать температуру снега по характеру скрипа. Ломка ледяных сосулек и взламывание льда ледоколом дают похожее распределение частот (125—200 Гц и 1250—2000 Гц), однако в случае льда максимумы более чётко выражены и отделены друг от друга^[29].

Усиление морозов делает кристаллики более твёрдыми, но более хрупкими. В результате этого возрастает высокочастотная составляющая (1000—1600 Гц) — скрип сухого, морозного снега. Если же мороз ослабевает, и температура становится выше −6 °C, то высокочастотный максимум сглаживается, а затем и почти полностью исчезает^[30].

Подтаивание снега влияет и на характер трения снежинок друг о друга: смоченные (смазанные водой) кристаллики издают звук, отличный от звука трения сухих снежинок, а выше некоторой температуры снег вообще перестаёт скрипеть. Это связано с тем, что при определённой температуре снежинки при сдавливании не столько ломаются, сколько начинают подтаивать, энергия сдавливания расходуется не на слом кристалликов, а на таяние снежинок, выделяющаяся вода смачивает снежинки, и вместо сухого трения возникает «скольжение снежинок по смоченной поверхности».

На характер звука влияет также и форма снежинок.

Скрип, похожий на скрип снега, можно получить, если сжимать, например, смешанные соль и сахар. Это использовалось, в частности, при озвучивании фильма «Александр Невский»^[31].

Таяние снегового покрова

В нормальных условиях снег тает при температурах воздуха выше 0 °C, однако в природе значительные объёмы снега испаряются и при отрицательных температурах, минуя жидкую фазу. Этот процесс легко наблюдать самостоятельно. Такой переход от твёрдого состояния к газообразному называется сублимацией или возгонкой. Особенно интенсивно происходит сублимация снега под воздействием солнечного света, однако существуют исследования, демонстрирующие интенсивное испарение снежных частиц в результате их взаимодействия при метелевом переносе снега^[32]. В толще выпавшего снега процессы возгонки и обратной кристаллизации идут одновременно, что приводит постепенному огрублению формы снежинок (потере ими характерной структуры, начиная с самых тонких деталей) и постепенному спеканию их во всё более монолитный слой. Внешне это выглядит как «оседание снега». Если этому процессу не препятствует сезонное таяние (в горах, например), то в конце концов в результате может образоваться сплошной лёд. Так образуются ледники.

На Марсе выпадает как привычный нам снег, так и снег из твёрдой углекислоты (помимо постоянных полярных шапок из обычного льда, на Марсе регулярно образуются сезонные шапки из углекислотного, более известного как «сухой» лёд).

На Титане, спутнике Сатурна, метан, обычно выпадающий в виде дождя, в холодных областях выпадает в виде снега (подобно тому, как это на Земле происходит с водой).

Тритон, спутник Нептуна, большей частью покрыт слоем снега, что делает его довольно ярким (он отражает около 85 % света). Снег Тритона состоит из замёрзших азота, воды, углекислого газа, небольших примесей угарного газа, метана и этана. Он имеет розовый оттенок, который ему придают более сложные соединения, образующиеся из метана и азота под действием ультрафиолетового излучения и космических лучей. Толщина слоя снега и льда вблизи полюсов Тритона, вероятно, достигает сотен метров^[33].

«В области, лежащей ещё дальше к северу от земли скифов, — говорит Геродот, — как передают, нельзя ничего видеть, и туда невозможно проникнуть из-за летающих перьев. И действительно, земля и воздух там полны перьев, а это-то и мешает зрению».

В южнославянском фольклоре широко известна легенда о снеге, который белизной и рыхлостью напоминал смолотое зерно, в нём видели падающую с неба муку (Афанасьев 1994/1: 290). Этот мотив отразился в легендах «Когда Господь ходил по земле» и «Грешная женщина», а также в поверье, записанном в области Велеса в Македонии «Почему не падает с неба мука». В них рассказывается о том, что мука перестала падать с неба как снег, потому что одна женщина вытерла нечистоты ребёнка куском теста (Георгиева 1990: 34, 116).

Существует городская легенда о том, что количество слов для обозначения различных видов снега чрезвычайно велико у эскимосов. В эвенкийском языке существует 30 слов для обозначения снега^[34]; в частности, русско—эвенкийский словарь выделяет отдельными терминами «первый пушистый снег», «первый мокрый снег», «зернистый снег на поверхности наста» и другие^[35].

«Страна Снегов» — поэтическое самоназвание Тибета.

С 2012 года по инициативе Международной федерации лыжного спорта (FIS) в предпоследнее воскресенье января отмечается «Всемирный день снега».

1. ↑ Бровкин В. В. Атмосферные явления — классификация и описание
2. ↑ Выпавший в Омской области оранжевый снег оказался не радиоактивен (неопр.). Лента.Ру (2 февраля 2007). Дата обращения 15 марта 2017.
3. ↑ Monthly Weather Review, 1915, 73.
4. ↑ ^{1 2} Keith C. Heidorn, PhD. Giant Snow Flakes. — Weather Journal, November 15, 2000.
5. ↑ William J. Broad. Giant Snowflakes as Big as Frisbees? Could Be, New York Times (20 марта 2007). Дата обращения 31 мая 2016.
6. ↑ Белая магия > Физика > «Всякая всячина» — Библиотечка разных статей (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения 17 января 2009. Архивировано 7 декабря 2008 года.
7. ↑ Joan Von Ahn; Joe Sienkiewicz; Greggory McFadden. Hurricane Force Extratropical Cyclones Observed Using QuikSCAT Near Real Time Winds (англ.) // Mariners Weather Log (англ.)русск. : magazine. — Voluntary Observing Ship Program, 2005. — April (vol. 49, no. 1).
8. ↑ Owen Hertzman. Three-Dimensional Kinematics of Rainbands in Midlatitude Cyclones Abstract (англ.) : journal. — University of Washington, 1988. — Vol. PhD thesis. — Bibcode: 1988PhDT…….110H.
9. ↑ Yuh-Lang Lin. Mesoscale Dynamics (неопр.). — Cambridge University Press, 2007. — С. 405. — ISBN 978-0-521-80875-0.
10. ↑ K. Heidbreder. Mesoscale snow banding, TheWeatherPrediction.com (16 октября 2007). Дата обращения 7 июля 2009.
11. ↑ David R. Novak, Lance F. Bosart, Daniel Keyser, and Jeff S. Waldstreicher. A climatological and composite study of cold season banded precipitation in the Northeast United States (англ.) (2002).
12. ↑ B. Geerts. Lake Effect Snow (англ.), University of Wyoming (1998).
13. ↑ Greg Byrd. Lake Effect Snow (англ.) (недоступная ссылка). University Corporation for Atmospheric Research (3 June 1998). Дата обращения 1 июля 2012. Архивировано 31 марта 2012 года.
14. ↑ Karl W. Birkeland and Cary J. Mock. Atmospheric Circulation Patterns Associated With Heavy Snowfall Events, Bridger Bowl, Montana, USA (англ.) // Mountain Research and Development : journal. — 1996. — Vol. 16, no. 3. — P. 281—286. — DOI:10.2307/3673951.
15. ↑ Glossary of Meteorology. Ice pellets (англ.) (недоступная ссылка). American Meteorological Society (2009). Дата обращения 1 июля 2012. Архивировано 22 сентября 2008 года.
16. ↑ Glossary of Meteorology. Snow pellets (англ.) (недоступная ссылка). American Meteorological Society (2009). Дата обращения 1 июля 2012. Архивировано 12 июля 2012 года.
17. ↑ Joy Haden. CoCoRaHS in the Cold – Measuring in Snowy Weather (англ.). Colorado Climate Center (8 February 2005). Архивировано 5 августа 2012 года.
18. ↑ Caroline Gammel. Snow Britain: Snow drifts and blizzards of the past (англ.). Telegraph Media Group (2 February 2009). Архивировано 5 августа 2012 года.
19. ↑ ScienceDaily. ‘SnowMan’ Software Helps Keep Snow Drifts Off The Road (англ.) : journal. — 2009. — 6 February.
20. ↑ David McClung and Peter Schaerer. The Avalanche Handbook (неопр.). — The Mountaineers Books, 2006. — С. 49—51. — ISBN 978-0-89886-809-8.
21. ↑ Glossary of Meteorology. Snow (неопр.) (недоступная ссылка). American Meteorological Society (2009). Дата обращения 28 июня 2009. Архивировано 20 февраля 2009 года.
22. ↑ Winter Storms…the Deceptive Killers (англ.). National Oceanic and Atmospheric Administration. United States Department of Commerce (November 1991). Архивировано 5 августа 2012 года.
23. ↑ Метеословарь > Ливневые осадки (рус.). Гидрометцентр России (2017). Архивировано 1 ноября 2017 года.
24. ↑ Каульбарс Н. В. Снег необычной формы. — Известия Императорского русского Географического общества. Том XXV. — СПб., 1889. — С. 108—109.
25. ↑ ^{1 2} Теплопроводность строительных материалов, их плотность и теплоёмкость (рус.). ThermalInfo.ru (2017).
26. ↑ ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ, ВОДЯНОГО ПАРА, ЛЬДА, СНЕГА (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения 12 января 2009. Архивировано 24 августа 2011 года.
27. ↑ Страница 2 (недоступная ссылка)
28. ↑ Архивированная копия (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения 12 января 2009. Архивировано 6 января 2012 года.
29. ↑ Загадки простой воды. Книги. Наука и техника
30. ↑ http://www.aliki.ru/library/n-t/tp/mr/sn.htm (недоступная ссылка)
31. ↑ Простые опыты. Снег скрипит:: Класс!ная физика
32. ↑ Дюнин А. К. В царстве снега. — Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1983.
33. ↑ McFadden Lucy-Ann, Weissman Paul, Johnson Torrence. Encyclopedia of the Solar System (неопр.). — 2. — Academic Press, 2006. — С. 483—502. — ISBN 0-12-088589-1.
34. ↑ Чиринда — край эвенкийского края
35. ↑ русско-эвенкийский

Снегомер — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Снегоме́р — метеорологический инструмент для измерения плотности и высоты снежного покрова^[1].

Измерение снежного покрова снегомером

Обычно снегомер состоит из цилиндра с режущими зубьями и сантиметровой шкалой на наружной поверхности, крышки, ручки, и весового устройства: серьги для подвешивания, коромысла, призмы, стрелки, груза, а также лопаточки.

Измерения проводят следующим образом. На ровном участке цилиндр снегомера погружается зазубренным концом строго вертикально в снег до соприкосновения с подстилающей поверхностью. Если попадаются снежные корки, лёгким подкручиванием цилиндра их прорезают. Когда труба достигнет почвы, записывают высоту снежного покрова по шкале. Затем с одного бока цилиндра отгребается снег, и под нижний конец цилиндра подводится специальная лопаточка. Вместе с ней цилиндр вынимают из снега и переворачивают нижним концом вверх. Очистив цилиндр от снега снаружи, подвешивают его к крючку весов. Весы уравновешивают при помощи подвижного груза и записывают число делений по линейке снегомера.

Плотность снега определяется как отношение веса пробы к её объёму, по формуле:

p=G/(S⋅H),{\displaystyle p=G/(S\cdot H),}

где:

• p{\displaystyle p} — плотность пробы снега, г/см³;
• G{\displaystyle G} — масса пробы, в граммах;
• S{\displaystyle S} — приёмная площадь цилиндра, см²;
• H{\displaystyle H} — высота пробы снега, см.

Кроме описанного выше весового снегомера, где пробу снега взвешивают, существуют также объёмные снегомеры, не имеющие приспособлений для взвешивания. В этих снегомерах взятую пробу снега растапливают и измеряют мензуркой или дождемерным стаканом объём образовавшейся воды. Такие приборы применяются обычно на стационарных постах и станциях.

Существуют также гамма-снегомеры, принцип действия которых основан на измерении ослабления снегом гамма-излучения от источника, помещённого в снежный покров. Это позволяет проводить дистанционные измерения.

Одним из наиболее распространённых в России является весовой снегомер ВС-43^[2].

• Полевые практики по географическим дисциплинам: Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по геогр. спец. / Под ред. В. А. Исаченкова М.: Просвещение, 1980.
• Рихтер Г. Д., Долгушин Л. Д. Изучение снежного покрова // Справочник путешественника и краеведа. М.: ГИГЛ, 1950. Т. 2.

Плотность — снег — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Плотность — снег

Cтраница 1

Плотность снега в укатанной снежной коре в три раза больше плотности свежевыпавшего снега, и уборка его значительно сложнее, чем рыхлого. Поэтому для облегчения работ по снегоочистке необходимо стремиться убрать его в рыхлом состоянии.  [2]

Плотность снега на разных глубинах определяют аналогично измерению плотности грунта, просвечивая слой снега горизонтальным пучком у излУчения на какой-либо глубине.  [3]

С увеличением плотности снега коэффициент внешнего трения убывает, а коэффициент внутреннего трения возрастает. С понижением температуры снега внутреннее трение возрастает, а внешнее трение в промежутке температур от — J-2 до — 4 убывает, а с дальнейшим понижением температуры возрастает.  [5]

Исследования показали, что плотность снега возрастает с увеличением на него давления, причем вначале возрастание плотности идет более интенсивно, а при некотором давлении оно стабилизируется. Снег лучше уплотняется при отрицательной температуре, близкой к нулю.  [6]

Коэффициент сцепления зависит не только от плотности снега, но и от его влажности, для сухого снега этот коэффициент больше. Влажность снега определяется калориметрическим способом.  [8]

Но напрасно стали бы мы искать в справочнике плотность снега.  [9]

Через каждые пять дней на закрытом и открытом участках производится измерение плотности снега при помощи весового снегомера. Раз в 10 дней выполняются снегомерные декадные съемки, состоящие в промерах мощности снегового покрова, в определении его плотности и в характеристике состояния снега и подстилающей поверхности почвы на больших площадях. На каждом участке разбиваются промерные линии в виде параллельных прямых или сторон равностороннего треугольника.  [10]

Длительность устойчивого снежного покрова 250 дней, его высота в конце зимнего периода 30 — 40 см. Плотность снега изменяется в очень широких пределах — от 0 01 до 0 2 г / см3 при кратковременной метели и 0 4 — 0 45 г / см3 при долгой.  [11]

Схема расположения резервуаров в плане приведена на рис. 2.8. В соответствии с методикой в конце зимы определили значения высот и плотностей снега на ПК исследуемых резервуаров, обработка которых на ЭВМ с помощью программы SNEG позволила получить значения веса снега на ПК и создаваемого им кренящего момента.  [13]

Ясн — толщина снежного покрова; Я сн — коэффициент теплопроводности снега, который изменяется в зависимости от толщины снегового покрова и плотности снега.  [14]

Страницы:      1    2    3

Барахтаться в снегу полезно для сада

В средней полосе России земля покрыта снегом пять месяцев в году. Но лишь люди особо отчаянных профессий (охотники, полярники, да спортсмены-лыжники) ощущают снег в разных его ипостасях. А все потому, что живут не в теплых домах и квартирах, а в избушках, сторожках; передвигаются не на автомобилях, а используют лыжи или снегоступы.

Для обычного городского или сельского жителя в обиходе необходимы всего несколько слов, характеризующих снег качественно: пороша (закрывает надоевшую слякоть), гололед (можно упасть и больно удариться), «под снежком ледок» (вспомнили Блока), наст (можно ходить по сугробам). Все остальное — удел поэтов и агрономов.

Порой кажется, что снег – некое живое создание, изменчивое и занятное, которое живет по собственным законам. Например, внутри снеговой подушки проходят процессы, которые не зависят ни от температуры, ни от скорости ветров. При этом параметры снежного покрова изменяются.

Что есть снег

Мельчайшие капельки воды, которые замерзли и падают с неба – это снег. Когда таких замороженных капелек падает на землю много, то образуется снежный покров, если у поверхности земли воздух охлажден до некоторых минусовых температур.

Снег бывает разный

Рыхлый снег
Снежинки бывают двух видов. Одни крупные, красивые, пушистые, порой собравшиеся в рыхлые лохматые хлопья, обычно теплые и липучие. С куртки стряхнуть сложно, налипает такой снег на ветки деревьев, склоняет их до земли, ломает. А начнешь стряхивать – плохо получается.

 
Однако именно такой снег хорошо закрывает малинник и способен защитить его от мороза. Но недолго он остается пушистым и нежным, недолго сохраняет пористую воздушную структуру. Оседает под собственным весом. При этом великолепно сохраняет тепло в почве, потому что подобен изоляционному материалу. Если уж выпал на землю с небес, то лежит до весны, его никакой ветер с насиженного места содрать не сможет.

Зернистый снег
Пришли оттепели или сильные ветра завыли, или снега выпало очень много, и он начинает оседать, уплотняться. Из рыхлого снега получаются комочки-шарики. Такой снег называют зернистым. Грани у снеговых крупинок острые, ладошку ранят, получается вместо кожи —  терка. На плотном мелкозернистом снеге можно писать. Для детей забава. Серьезное испытание для деревьев. Если такой снег закрыл деревья, то выпростать ветки из-под спуда они не могут, снежная темница образуется. В это время проседающий снег может ломать ветви. Это происходит стремительно, только треск стоит, чем-то похожий на хруст льда во время вскрытия реки.

Ходить по такому снегу трудно, а если он глубокий, то и вовсе страшно — ведь плывуну и воде подобен. Здесь не шагать, выпрастывая ноги, надо, а уподобиться перекати-полю, чтобы распределить давление собственного тела на поверхность. Зато под ним радостно почвенным жителям, творящим плодородие наших грядок.

Мелкий колючий снег
Второй вид снежинок — это иголки изо льда, которые при ветре ранят кожу лица, сдирают с нее тонкий поверхностный слой. Такой снег – это колючая проволока, у которой размеры каждого шипа могут меняться в зависимости от температуры воздуха, от скорости ветра. Бывают совсем крошечными и тонкими, мельчайшими – снежная пыль. Иногда такой снег моросит, словно летний ласковый слепой дождик, мельчайшими искорками играет в лучах солнца.

Мелкие снежинки просыпаются сквозь кроны деревьев и кустарников, если погода тихая. При ветре их поднимает порывами, несет лютыми снежными волнами и где-то бросает. Например, в кустах, с подветренной стороны стен. Именно этот снег создает сугробы. Метель, пурга и буран помогают огороднику запасать снег. Идти трудно, потом расчищать дорожки нужно, зато какой клад-склад получается, если организовать в саду и огороде искусственные преграды.

Сильные ветры умеют уплотнять (практически утаптывать) мелкий снег так сильно, что по нему можно ходить без боязни провалиться. Здесь образуются мелкие структуры. В таком снеге воды мало! Он легкий, на ветки давит не сильно, не ломает их своим весом. Верхний слой этого снега превращается в наст.

Твердый снег
Речь не о снежках, которые попадают по носу. Речь о твердости снега при температуре минус пятнадцать градусов. Снежный комочек по плотности сравним с камешком. А что случается с растением, если на него нечаянно упало ведро с водой? То же самое происходит с растениями зимой, если нечаянно попадут под снежный камнепад.

Снеговой покров и плотность снега

Снеговой покров – это не просто упавший снег, хотя его там больше, чем других ингредиентов. А вот и полный состав: это сам снег в виде комочков (зернышек, пластинок), непременно воздух, пары воды, органические и минеральные примеси и вода в виде крошечных капель.

Плотность снега зависит от количества всех составляющих элементов и температурных условий. То есть меняется в зависимости от календарных сроков.

В начале зимы плотность снега меньше, а на ее исходе, когда весна уже на подступах к огородам и садам — выше. От уплотненности снега зависит, как перезимуют растения.

Есть формула, с помоью которой можно определить плотность снега:
V — объем снега 1 литр. V1 – объем воды, полученной из этого снега.
V1/V = плотность.

Можно определять и без формулы, хоть это получится по принципу «на глазок». Нужно попытаться пройти по снегу. Лыжи пусть постоят в сторонке. Если садовод не увязает в бархане, а идет спокойно, оставляя на его поверхности небольшие трещинки, то плотность снега примерно равна 0,33 – 0,35. Если остаются хорошие следы-вмятины, значит, плотность снега варьируется в пределах от 0,25 до 0,3. Снег такой плотности от морозов почти не защищает. Но ведь именно таким он становится весной. Наши предки знали это (или чувствовали интуитивно), они не зря пословицу сложили про то, что зимние холода к весне в землю уходят. Как раз в это время промерзает почва под снегом.

Что должен предпринимать дачник в такой ситуации 
Измерять глубину снегового покрова. Не шестом, а просто ходить по всему участку: где-то продвигаясь легко, где-то увязая по колено, а в иных местах и по пояс. Там, где пришлось барахтаться в снегу, все нормально, помощь растениям не требуется. На те места, где ходилось легко, нужно лопатой набрасывать снег; особенно — на грядки с ягодными культурами и под плодовые деревья.

Если садовый участок расположен на южном склоне, то снег на нем будет значительно плотнее, чем на северном. И не только от более высокой температуры, но и от более сильных ветров.

Заодно можно прикинуть, сколько воды останется в почве после таяния снегов. Ведь плотность снега варьируется в пределах 0,01 – 0,07 г/см3. 
 

Слоеный пирог из пластов

Снег зимой выпадает много раз. Весь февраль ветреный, со снегом. Каждый снегопад – новый слой. Срез снежного покрова подобен рисунку на спиле ствола дерева: те же самые «кольца», только выглядят пластами. И видно, что качество снега в каждом из них свое, отличающееся от соседних слоев.

Каждый пласт – новое свойство снега: один – рыхлый и легкий, другой – плотный, зернистый. Один слой может оказывать влияние на другие. Допустим, нижний пласт был из рыхлого снега, а верхний из плотного, утрамбованного ветрами. Это означает, что нижний слой сплющится под весом верхнего и изменит свои характеристики.
 
Слоеный пирог имеет не только вертикальную структуру. Если рассматривать плотность разных участков, то можно заметить, что снег плотнее на дорожках, потому что по ним много раз прогулялся садовод, когда проверял свое дачное хозяйство; между рядочками ягодных культур, за защитными сооружениями. Так стоит ли ставить щиты так, чтобы сразу за ними располагались ряды садовой земляники?
 

Теплопроводность снега

Каждое вещество обладает способностью проводить тепло. Те, что хорошо проводят – сохранять тепло не могут, те, что плохо проводят – изоляторы. Снег уникален. Он может быть и проводником тепла, и теплоизолятором. Каждый слой весьма «оригинально» проводит и отдает в воздух тепло. Между ними есть теплообмен.

Изолятор – это рыхлый снег, под ним грунт промерзнет слабее, следовательно, меньше проблем будет у растений. Значит, надо менять высоту снежной стены на садовом участке, чтобы превратить снег в теплоизолятор. Одновременно менять плотность. Иначе — создавать для растений уникальный тепловой режим зимой. Надо помнить, что плотный снег весной тает дольше, это может задержать начало вегетации.

 
Известно, что отражающая способность снега высока, до 4/5 всей солнечной энергии, падающей на единицу площади. Почва отражает в 3 раза меньше. А снег, который покрыт грязью? Он может «отправить домой» лишь 30%. Грязный снег тает быстрее, потому что поглощает тепла больше.
 
Уникальный закон снега: чем меньше способность снега принимать тепло, тем больше его способность отдавать тепло. Вот почему температура воздуха у поверхности снежной корки (наста, просто снега) значительно ниже, чем на некоторой высоте над нею.
 

Оптические свойства снега

На глубине 70 сантиметров под снегом еще светло. Читать, конечно, нельзя, но мрака нет. Это значит, что лучи нашего светила способны проходить на эту глубину. И отдавать свое тепло. Особенно, если в снегу есть ветки, сучья. Вот почему вокруг них в сугробе образуются своеобразные туннели. По этой причине на делянах малины снег тает быстрее, чем в междурядьях.

Благодаря оптическим свойствам снега почва под растениями, укрытыми снежным покрывалом, сильнее прогревается. Это помогает им приготовиться к вегетации.

 

Влагоемкость и воздухопроницаемость

Снег сам умеет дышать, и растениям под ним удушье не грозит.

Он может содержать разное количество влаги, умеет запасать и хранить воду в виде мельчайших капель. Если снег состоит из крупных камешков-зерновок, то воды в нем запасено (от собственного веса) всего 20%. Если снежные зернышки мелкие, то они вбирают в себя до 45% от своей массы. Таким он бывает, когда после метелей не меняет своей структуры. Это очень тяжелый снег — он вреден растениям.

Делаем вывод

С садом до весенних теплых денечков не прощаемся. После каждого снегопада, после каждой метели спешим в сад и наблюдаем за снеговым покровом. И помогаем растениям.

что это такое, как образуется, виды, как тает

Снег – хрупкие кристаллики воды. Вес одной снежинки не превышает 1-3 мг. Несмотря на малый размер, снежные осадки легко накрывают огромные территории толстым мягким слоем. Вес этого снежного покрытия способен оказать влияние на скорость вращения Земли.

Описание явления

Снег относится к одному из видов атмосферных осадков, состоит из крошечных ледяных кристаллов, появляется внутри облака и выпадает на земную поверхность из слоисто-дождевых облаков в холодное время года. Он состоит из отдельных снежинок в форме шестиугольников.

Как образуется

Снег падает с неба в виде замёрзшего дождя чаще всего в зимний период года.

Образование снега происходит при температуре не выше 0 ºС. Крошечные капельки воды, образующие дождевое облако, замерзают. Такова основная причина образования данного вида осадков. Молекулы воды принимают шестиугольную форму, а ледяной кристаллик по мере роста становится шестигранником. При 15 градусах по Цельсию кристаллик льда превращается в тонкую пластину. При 8 градусах образуются полые колонны. При 2,5 градусах получается то, что в представлении каждого является классической снежинкой.

Также снег формируется путём испарения. Наблюдать это явление можно на примере высыхания мокрой ткани на морозе. Сначала ткань замерзает и быстро становится твёрдой – вода в ткани превратилась в лёд. Потом лёд начинает испаряться – крошечные льдинки отрываются от ткани и поднимаются к атмосфере. Процесс испарения занимает несколько дней. Когда лёд полностью испарится и улетит в виде снежинок, ткань становится мягкой.

Классификация

Снег – это не просто замёрзшая вода, а осадки в виде кристаллов льда. Из-за особого строения молекул воды кристаллы при замерзании приобретают форму гексагональной призмы. Падая, сформированные кристаллы образуют следующие виды явления:

Иногда хлопья могут достигать 30 см. Одним из первых людей, которых заинтересовало происхождение снега, был Уинсон Бентли. Начиная с 1880 года он фотографировал снежинки через микроскоп. Он сделал больше 5,5 тысяч фотографий. К его удивлению все снежинки были разные и нельзя было найти хотя бы пару идентичных.

Помимо формы снег можно классифицировать по разным критериям. По механизму выпадения он бывает следующих типов:

1. Обложной снег. Выпадает из однородной облачности на большой территории. Облачность в это время достигает обычно 10 баллов. Имеет монотонный и длительный характер, не прерываясь по нескольку часов. Выпадает в виде твёрдых крошечных кристаллов. Видимость значительно падает. Настоящая зима характеризуется именно обложным снегом.
2. Ливневый снег противопоставляется обложному и представляет собой интенсивное выпадение снежных масс. Характеризуется неожиданным началом и концом. Выпадает из кучево-дождевых облаков, если атмосфера неустойчива.
3. Морось – крошечные снежинки, создающие в воздухе дымку. Морось может продолжаться несколько дней.

Если классифицировать снег по критерию цвета, то помимо белого встречается розовый снег (также его называют кровавый или арбузный). Наблюдать такое уникальное явление с запахом арбуза можно в Гренландии и Сьерра Неваде, а также в Альпах, Арктике, на Кавказе и Северном Урале. Арбузный снег можно увидеть только весной и летом, когда солнце чуть пригревает толстый снежный покров. Чем больше снег подмокает, тем ярче его окраска, которая становится похожа больше на кровь, проступающую изнутри.

Феномен кровавого снега впервые встречается в работах Аристотеля. А в 1818 году один английский капитан привёз этот снег из Гренландии к себе на родину. Большинство учёных не смогли определить причину необычного цвета осадков, и только предположение шотландского ботаника Роберта Брауна оказалось верным. Браун полагал, что некие водоросли вызывают покраснение снега. Как бы невероятно не звучало его предположение, оно оказалось верным. Спустя сто лет учёные с помощью микроскопа определили, что розовый цвет вызван жизнедеятельностью крошечных одноклеточных водорослей хламидомонады (Chlamydomonas nivalis). Несмотря на низкую температуру эти водоросли интенсивно размножаются. При контакте с кислородом водоросли источают приятный аромат арбуза. Некоторые утверждают, что и вкус такого снега похож на арбуз.

Выпадение снега из облаков – это снегопад. Такое явление природы отличается интенсивностью и продолжительностью и скоростью падения снежных хлопьев.

По интенсивности различают следующие виды снегопадов:

• слабый – менее 10 хлопьев на 1 м³ воздуха;
• средний – 10-100 хлопьев на 1 м³ воздуха;
• сильный (густой) – от ста до нескольких тысяч снежных хлопьев.

Длительность, интенсивность и скорость снегопада определяют количество выпадающего снега. Если ветра нет, снегопад считается спокойным. Снегопад в ветреную погоду носит название «верховая метель».

Несмотря на то, что снегопады обычно прогнозируются, а жителей районов возможного бедствия предупреждают, чрезвычайная ситуация зачастую неминуема.

Длительность снегопадов может составлять несколько дней. Жизнь замирает даже в самых больших городах. На дорогах и в населённых пунктах образуются заносы, прекращается энергоснабжение. Снегопады могут приводить к жертвам.

Скопление снега в горах приводит к формированию лавин. Движущаяся лавина захватывает камни, сносит всё на своём пути.

Последствия снегопада – это человеческие жертвы и разрушения коммуникаций. На Кавказе и в Швейцарии были случаи, когда при сходе лавин полностью разрушались вековые селения. Объём лавины может составлять два миллиона кубометров, а скорость – 100 метров в секунду. Ударная воздушная волна при сходе лавины способна сбросить железнодорожный вагон и снести здание.

Знание путей прохождения и мест остановки потенциальной снежной лавины поможет защитить свою жизнь. Чтобы избежать катастрофических последствий на карте и на местности необходимо обозначить границу территории с опасностью схода лавины.

Таяние снега

Одним из свойств снега является его таяние при температуре выше 0 ^оС. Обычно это происходит с наступлением весны. Под воздействием солнечных лучей снег может таять и при отрицательных температурах. В этом случае происходит испарение ледяных кристаллов без превращения в воду.

Если на улице грязно, таяние снега происходит быстрее. Поэтому в лесу данный вид осадков сохраняется дольше, чем на улицах города. Под воздействием соли снег тает быстрее – его кристаллы разрушаются, а затем превращаются в воду.

При таянии меняется и плотность снега – он становится плотнее. Когда его плотность достигает 0,99 т на куб. метр, он превращается в воду.

Роль снега невозможно переоценить. Укрывая землю, снежный покров держит тепло и позволяет растениям и мелким зверькам пережить зиму. Без снега не выживут озимые зерновые, не вырастет урожай. За его счёт растения при пробуждении получают необходимую влагу.

Природа всегда разумна – зимний снег весной превращается в воду, давая жизнь флоре и фауне. Жизнь на Земле существует за счёт превращений, которые происходят с водой в течение года.

Движение по дороге покрытой снегом

Основными характеристиками несущей способности снега, являются плотность и твердость. Плотность снега определяют отношением объема талой воды к объему снега, из которого получена вода.

Чем выше плотность, тем выше давление, выдерживаемое снегом. Плотность снега меняется в зависимости от температуры воздуха и от его уплотнения. Кроме того, снеговой покров постепенно уплотняется (сезонный снег имеет плотность 0,08—0,4; многосезонный — 0,7—0,9). Чем ниже температура, тем меньше плотность выпадающего снега.

Ниже приведены давления, кГ/см2, выдерживаемые снежным покровом в зависимости от его состояния:

Снег очень рыхлый Снег рыхлый Снег средней плотности Снег плотный Снег очень плотный Лед

0,01—0,1 0,10—0,25 0,25—0,35 0,35—0,45 свыше 0,45 4,0—5,0

Среднее давление колес автомобиля на снег составляет примерно 3—5 кГ/см2.

Практикой эксплуатации установлено, что движение автомобилей по снегу, имеющему толщину покрова не более 1,5 величин дорожного просвета, возможно при плотности снега свыше 0,45 кГ/см2. Следовательно, еще одна важная характеристика снега — его твердость (сопротивление вдавливанию), которая меняется в зависимости от температуры: чем ниже температура, тем снег суше и тверже, и, наоборот, при потеплении он делается мягче и пластичнее.

Состояние снега влияет на характер проходимости автомобиля: рыхлый сухой снег при плотном основании и незначительной толщине оказывает минимальное сопротивление качению колес и, наоборот, влажный снег оказывает большее сопротивление качению.

Снег толщиной 7—10 см, уплотненный колесами автомобилей, создает на автомобильной дороге ровное плотное покрытие, обеспечивающее движение автомобилей с нормальной скоростью. С увеличенном толщины слоя снега, особенно рыхлого, проходимость автомобилей резко падает.

Плотность снега, в среднем на протяжении зимы в центральных районах, колеблется в пределах 0,2—0,45 Г/см3, а в северных составляет порядка 0,3—0,5 Г/см3, достигая к моменту весеннего таяния наибольшей величины — 0,7 Г/см3.

При плотности снежного покрова свыше 0,35 Г/см3 возможно движение по нему автомобилей общим весом 2—3 т, а при плотности не менее 0,50 Г/см3 — тяжелых автомобилей.

На практике для определения плотности снега может быть использован стандартный лом. Поднятый над снежным покровом на высоту 1 м, лом свободно надает в снег, и по величине его погружения с помощью графика определяется плотность снега.

Рис. График определения плотности снега