Фрэнк Форрестер - Тысяча и один вопрос о погоде

163. Почему снежинки имеют шестиугольную форму?Шестиугольная форма ледяного кристалла ведет свое начало от структуры молекулы воды — два атома водорода и один атом кислорода (Н 2О). Эта структура представляет собой равносторонний треугольник. При кристаллизации каждый вновь родившийся кристалл образует с вершиной треугольника угол в 60°. Когда, в ходе этого процесса, соединяются шесть таких молекулярных треугольников, образуется шестиугольник. Когда же кристаллы, падая, увеличиваются в результате дальнейшей сублимации и слияния, их шестисторонняя и шестиугольная структура сменяется на решетчатую; при дальнейшем их росте и удлинении кристаллы снова видоизменяются. Вот основные формы кристаллов: столбики, иглы, тарелки, запонки, звезды и асимметричные образования.

164. Почему одни снежинки маленькие и рассыпчатые, а другие — большие и влажные? Изучая снежинку, можно восстановить ее историю: по какой траектории она снижалась, как она реагировала на температуру и содержание воды в воздушных слоях, через которые проходила,сталкивалась ли она с другими снежинками.

Некоторые влажные снежинки, достигающие в диаметре около 3 см, в момент, когда они опускаются на землю, представляют собой скопление многих снежинок, слипшихся вместе во время прохождения через низкий влажный слой воздуха. С другой стороны, если снежные кристаллы достигают земли, оставаясь небольшими, это значит, что они падали через холодный и сухой воздушный слой.

165. Почему снег является столь хорошим изолятором звука и тепла?В снежных кристаллах имеется огромное количество крошечных пор, поэтому они такие изящные и пушистые. Воздух захватывается этими порами, или ячейками, что мешает полноценному переносу тепла. В этом отношении снежные кристаллы — миниатюрные кузены промышленных продуктов, таких, как шерстяная пряжа, стекловолокно или определенные виды пластиков, во множестве мельчайших пор которых заключен воздух.

Звук может быть заглушен таким же образом: звуковые волны, попадая в ловушки — пустоты в снежных кристаллах, в очень сильной степени гасятся. Слой снега толщиной в несколько сантиметров может поглотить весьма значительную часть звуковой энергии.

166. Как измеряется высота снежного покрова?Высота снежного покрова измеряется обыкновенной рейкой и линейкой; замер производится на трех или более репрезентативных участках, на которые выпал снег. Из нескольких таких показаний выводится среднее значение. Измерение глубины снега, нанесенного во время метели, представляет определенные трудности; иногда требуется сделать десятки измерений, чтобы получить достоверный результат.

Кроме реек и линеек, применяется и снегомер весового типа. Этот прибор взвешивает снег и автоматически регистрирует толщину слоя снега, соответствующую его весу.

167.Что такое водяной эквивалент снега? Снег может быть насыщенным влагой или, наоборот, очень сухим. Обычно водяной эквивалент снега равен 10:1, т. е. 10 см снега соответствует 1 см воды. Однако это отношение может значительно меняться в ту или другую сторону. Отношение очень мокрого снега к воде составляет 6:1. Десять сантиметров очень сухого рассыпчатого снега, растаяв, могут дать лишь около 1/ 3см воды.

168. Каким прибором пользуются для определения водяного эквивалента снега?Это тот же самый прибор, который употребляется для измерения количества выпавшего дождя, т. е. стандартный дождемер. Отличие заключается в том, что, когда проводится измерение снега, ведро для сбора осадков и измерительный стакан вынимаются и используется наружная, или приемная, часть дождемера.

169. Что такое крупа?Как и туман, термин «крупа» имеет несколько различных значений. Наблюдатели на метеорологических станциях пользуются термином «крупа» в применении к так называемым зернам. Это маленькие твердые кусочки льда, прозрачные или полупрозрачные, неправильной формы. В среднем они имеют от 0,1 до 0,4 см в диаметре. Они образуются, когда дождевые капли или частично растаявшие снежинки замерзают, падая через приповерхностный слой холодного воздуха, температура которого почти всегда ниже точки замерзания. Так как эти зерна твердые, то, ударяясь о твердую землю, они отскакивают от нее. В Англии под крупой часто понимают смесь дождя и снега. В США некоторые люди представляют себе крупу точно таким же образом.

170. Что такое снежные зерна?Снежные зерна отличаются от ледяных тем, что они непрозрачные и белые. Диаметр их составляет от 0,05 до 0,5 см; они имеют форму зерна. Снежные зерна легко разбиваются при столкновении друг с другом или при ударе о землю. Их иногда называют крупой.

171. Что такое ледяной дождь?Дождь, состоящий из капель переохлажденной воды, которые, ударяясь о землю или различные наземные предметы, замерзают, называется ледяным дождем. Этот вид осадков особенно опасен для линий энергопередачи, аэродромов, самолетов и шоссе, так как вызывает их обледенение.

Обычно ледяной дождь образуется, когда переохлажденные ледяные капли, падая, сталкиваются с холодным предметом и непосредственно превращаются в лед. Он может возникнуть и в том случае, когда обычные дождевые капли попадают из слоев воздуха с температурой выше точки замерзания в приповерхностный слой с температурой ниже этой точки.

172. В чем различие между гололедом и изморозью?Гололед, или чистый лед, представляет собой прозрачный или полупрозрачный слой льда. По виду он напоминает стекло. Не будучи пористым, этот лед сравнительно плотен и тверд.

Лед же, откладывающийся при изморози, непрозрачный, белый и имеет зернистую структуру. В отличие от гололеда, который обычно образуется, когда водяные капли разбиваются и замерзают, изморозь возникает, когда мельчайшие капельки замерзают целиком. Поэтому она имеет пористое строение и не такая плотная и твердая, как лед гололеда. Изморозь часто можно видеть на стенках морозильной камеры домашнего холодильника или рефрижератора.

173. Отчего образуется иней? Условия образования инея сходны с условиями образования росы. Но, в отличие от росы, иней может образоваться лишь на тех поверхностях, температура которых равна точке замерзания или ниже ее. Иней состоит из маленьких тонких ледяных кристаллов, которые образуются в основном, когда слой воздуха охлаждается до конденсации в результате контакта с холодной поверхностью, имеющей температуру ниже точки замерзания. При этом водяной пар, сгущающийся в воздухе, конденсируясь, превращается непосредственно в ледяные кристаллы, минуя жидкую стадию, т. е. сублимируется. Эти кристаллы откладываются на поверхностях различных предметов. Иней образуется в ясные тихие ночи при условии, что приповерхностный слой воздуха сравнительно влажен. Если при этих основных условиях температура на поверхности предметов выше точки замерзания, может образоваться роса. Иней и роса не являются видами осадков. Они образуются, а не выпадают.