Почему в мороз снег скрипит под ногами кратко
Обновлено: 25.06.2024
Снег скрипит только в мороз, и тональность его скрипа меняется в зависимости от температуры воздуха – чем крепче мороз, тем выше тон скрипа. Есть люди, которые могут оценивать температуру воздуха по воспринимаемым на слух изменениям в характере скрипа снега.
Акустические измерения показали, что в спектре скрипа снега есть два пологих и не резко выраженных максимума – в диапазоне 250. 400 Гц и 1000. 1600 Гц. В большинстве случаев низкочастотный максимум на несколько децибел превышает высокочастотный. Если температура воздуха более минус 6°C, высокочастотный максимум сглаживается и полностью исчезает. Усиление морозов делает ледяные кристаллики более твердыми и хрупкими. При каждом шаге ледяные иглы ломаются, акустический спектр скрипа смещается в область высоких частот. С изменением температуры от минус 8°C до минус 20°C сила звука скрипа снега возрастает на 1 децибел.
Итак, снег не просто нечто эфемерное, непостоянное, сезонное. Не просто красивый спутник зимнего пейзажа. И даже прошлогодний снег отнюдь не бесполезен. Снег – это и высокие, устойчивые урожаи, это основа зимних дорог и даже аэродромов, это строительный материал для зимовий и различных хранилищ на севере, источник воды на юге. Со снежными запасами связаны водность рек и изменения климата целых районов.
--------------------------------
При не очень низкой температуре кристаллики снега при надавливании имеют тончайшие прослойки воды и ломаются тихо.
При низкой тепературе прочность кристаллов снега возрастает т они становятся крепкими и поэтому начинают хрустеть.
А вот при очень низкой температуре воздуха (ниже -50 С) этот хруст становится таким сильным и громким, что даже слышен через тройные стёкла. К тому же нужно сказать, что при очень низкой температуре и сам воздух настолько имеет большую плотность, что звук более чётко и без потерь распространяется далеко вокруг и хруст снега из под ног идущего человека или едущего автомобиля дальше и без "потерь" распространяется на значительно бОльшие расстояния!
И ещё одна проблема снега при очень сильном морозе - санки начинают плохо скользить (не образуется водных прослоек) , на коньках трудно ездить, а самолётам на лыжах при ниже -50 С затруднительно выполнять взлёт и посадку - лыжи почти не скользят!
Вообще при сильном морозе "громкость увеличивается". У меня один случай был: холодно было, где-то -30 градусов, я пошла куда-то. Иду и слышу как поезда едут. Я встала и не могу понять: откуда во дворе поезда? Я еще посмотрела по сторонам - может ж/д проложили за ночь?
снежинки замерзают и покрываются толким слоем льда и когда мы наступаем на него то мы и слышим тот самый скрип
Снег представляет собой воду в кристаллическом состоянии. Поэтому с понижением температуры вполне обоснованно можно сказать, что каждый кристалл всё более и более замерзает. Следовательно, при давлении на снег, каждый кристалл в отдельности, будет издавать звук взаимодействия с другими кристаллами. А если температура ниже то кристаллы снега будут твёрже и звук громче.
Снег состоит из снежинок — ледяных кристаллов, пространство между которыми заполнено воздухом. Когда мы наступаем на снежный покров, воздух из него выходит, он становится плотнее, снежинки трутся друг о друга и ломаются, издавая характерный скрип.
Вероятно, вы замечали, что чем сильнее мороз, тем громче скрипит снег. Это связано с тем, что при температуре −1 °C толщина слоя жидкой воды на поверхности снежинок в сотни раз больше, чем при −10 °C, поэтому при слабом морозе вода глушит звук ломающихся кристаллов.
За счет слоя жидкой воды, толщина которого меняется в зависимости от температуры, снежинки могут смерзаться. Свежевыпавший пушистый снег имеет слабые связи между кристаллами, а у слежавшегося наста они прочные. Разрушение этих связей порождает более низкие звуки, которые слышны даже при околонулевой температуре, но больше похожи на шорох или хруст.
Традиционно, наступление зимы на большей части территории России ассоциируется со снегом. И конечно вы замечали, что иногда снег хрустит под ногами — причём, в морозную погоду этот звук слышен отчётливо и пропадает при наступлении оттепели. Физика может объяснить подобную особенность снежного покрова, ведь секрет кроется в поведении замёрзшей и жидкой воды, при этом феномен не обходится без действия силы трения.
Не трудно догадаться, что скрип возникает из-за трения отдельных снежинок и их слоёв друг о друга и из-за разрушения самих кристалликов льда. Чем ниже температура атмосферы, тем более хрупкими становятся снежинки, что приводит к интенсивному разрушению ледяных крупинок от значительного воздействия и взаимного трения. Достаточно лёгкого движения и кристаллы уже начинают ломаться. Поэтому с наступлением морозов хруст слышится более ясно и отчётливо.
В начале прошлого века некоторые метеорологи даже предлагали оценивать температуру снега по характеру скрипа, который он издаёт. Но вечно держаться морозы не могут и температура время от времени повышается. И если она не доходит до нуля градусов, но остаётся отрицательной, льдинки начинают подтаивать. В подобном состоянии снег уже содержит некоторое количество воды в жидком состоянии, которая окружает снежинки, хотя мы её и не видим. Именно жидкость смягчает скрип ломающихся кристаллов, изменяя ход процесса.
Хруст пропадает. Забавная аналогия — чтобы не скрипели петли у двери, их смазывают. То же происходит и с подтаявшим снегом. Исчезновение специфического звука наступает при температуре от -2 до -5 градусов по шкале Цельсия. Так что теоретически оценить, насколько морозно за окном, можно по звуку снега под ногами пешеходов. Но всё же прогноз погоды от гидрометцентра и градусник, закреплённый с внешней стороны окна, будут несколько надёжней.
Атмосфера и погода
Снег – это один из вида выпадающих осадков, характерный для определенного сезона года. Он образуется высоко в облаках. Мизерные частицы воды собираются вокруг микроскопических частиц пыли, а затем замерзают. Образовавшиеся микро-льдинки изначально не превышают 0.1 мм диаметром. Падая вниз, они растут, наращивая свое тело из-за конденсации на их частях воздуха и влаги. Размер и кружева падающих снежинок зависит высоты и температуры облака, из которого они образовались. Но почему в холодную погоду снег скрипит под ногами?
Что бы понять почему снег скрипит под ногами в начале необходимо понять структуру снежинки.
Структура снежинки
Молекулярная структура воды устроена таким образом, что в образовании снежинки углы могут быть только 120 и 60 градусов. На краях и вершинах снежинки образовываются новые кристаллические наросты, сверху них намерзают следующие слои. Вследствие этих процессов зарождаются различные удивительные формы, но практически все напоминают форму звезды.
Основные формы снежинок
Учеными были определены несколько основных форм снежинок:
- Игла – кристалл, напоминающий длинную спицу изо льда, изредка бывают пустотелыми, а концы разветвляются на несколько наростов;
- Звезда – образование напоминает плетущуюся структуру ледяных волокон. Волокна, обычно, расположены в произвольном ветвлении;
- Дендриты – образуются при срастании кристаллов снежинки, образуя симметричные ветвистые наросты;
- Пушистая – снежинки, которые по пути потеряли некоторые части или же разломились совсем. Это происходит по нескольким причинам, одна из них – сильный ветер;
- Столбик – большие плоские снежинки, являются самыми распространенными, напоминающие форму столба или карандаша, обычно шестигранные, заостренные на окончании;
- Пластинка – бывают в виде лепестка, который поделен на сектора ледяными ребрами.
От чего зависит форма снежинок?
Типы снежных кристаллов
Среди этих групп выделяют 48 различных видов образования снежинок. Форма снежинок напрямую зависит от условий среды, в которой она образуется. В первую очередь на силуэт снежинки влияет температура, облако тем холоднее, чем оно выше. Если температура облака относительно высокая – 30 до 0, то образование снежинки будет напоминать шестиугольник с плоским телом. При температуре от – 5 до – 3 градусов снежинки напоминают игловидные кристаллы. С – 8 до – 12 форма вновь напоминает плоский шестиугольник, а при температуре от – 13 до – 16 образуются снежинки в виде кристаллических звездочек.
Почему снег скрипит?
Как описано выше, снег – это образование из различных кристаллов маленьких размеров. В теле снежинки, среди кристаллов имеется также и воздух. При сжатии некоторого количества снега он уплотняется, весь состав воздуха вытесняется, а кристаллы снежинок ломаются друг о друга. При трении и переломе кристаллы издают звук, который и воспринимается человеческим ухом как хруст или скрип. Этот шум слышен не всегда.
Почему в холодную погоду снег скрипит, а в теплую нет?
При повышенной температуре часть наста тает, а вода подавляет шум излома кристаллов, поэтому этот звук отчетливо слышен только в морозную погоду. Из-за перепада температур на поверхности снега присутствует некоторое количество воды, это способствует смерзанию снежинок в его слое. У недавно выпавшего снега плотность между снежинками низкая, а у старого – высокая. Такой снег тоже способен издавать звук при сжатии, но уже более низкий. Здесь звуки более походят не на скрип, а глухой шорох.
Звук скрипа снега может быть громче или тише. Чем ниже температура воздуха, тем громче скрипит снег. На дальнем севере, где температура воздуха достигает – 50 градусов хруст снега можно услышать в радиусе несколько сот метров, частота звука примерно от 1 тысячи до 1600 Гц. При повышенной температуре кристаллы снежинки начинают таять, образовывая вокруг себя воду. Вода глушит звук трения кристаллов, а сама снежинка уже не такая хрупкая. При уплотнении снега, снежинки теперь не только ломаются, но и сминаются под воздействием воды. Скрип талого снега значительно тише, его частота в районе 250 – 400 Гц. Выше -6 градусов скрип становится заметно тише.
Снежинки формируются в облаке, где частицы воды скапливаются вокруг мелких пылинок и далее начинается процесс нарастания ледяных кристаллов. Снежинки бывают разных форм и узоров, на которые влияют различные факторы, такие как высота формирования и температура воздуха. При сжатии снега кристаллы снежинки ломаются и трутся друг о друга, в результате этого слышен звук скрипа или хруста снега.
Почему снег скрипит под ногами – интересное видео
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
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? В этой статье мы узнаем, почему снег хрустит под ногами.
Оказывается, скрип — следствие особого строения снега. А при повышении/понижении температуры это строение меняется и звуки образуются уже другие.
Почему снег хрустит и как образуются снежинки
Кстати, 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.
Белка на снегу
Но при значительном охлаждении микроскопические капли, соприкасаясь с пылевыми частицами, замерзают. В результате они образуя кристаллы шестиконечной формы.
Пыль, а также частицы дыма, даже насекомые становятся ядром кристаллизации. В частности, исследователь снега А. Д. Заморский рассказывает о снежинке. В ее 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.
Кстати, 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. Но учёные мужи разделили все снежинки на десять больших групп.
Каждую теперь можно было определить в один из классов:
В каждом классе выделены подвиды, например — ломаные кристаллы, сложные частицы из многих кристаллов, частицы в изморози и многие другие.
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.
Профессор выяснил, что форма снежного кристаллика зависит от содержания влаги в воздухе и его температуры. Но самые красивые снежинки — звёзды — образуются в узком интервале от -14°С до -17°С.
Кстати, все данные получены и многократно подтверждены У. Накайя экспериментальным путём. Теоретического обоснования и интерпретации процесс так и не получил и ждёт своего открытия.
Почему снег хрустит (скрипит) под ногами?
Легко догадаться из предшествующих пояснений, что скрип снега — это ломающиеся при нажатии кристаллы. Когда мы наступаем на снежинки, то чрезвычайно непрочные их лучи разламываются.
Между прочем, 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.
Снежный покров
Если снег слежался или снежинки сплавились в наст, связи между ними становятся намного прочнее. В результате они будут хрустеть даже при 0°C. Конечно, на скрип это похоже мало, скорее — шорох или специфический шум.
Читайте также: