Все о снеге и снежинках. Снежинка - чудо природы

Снег всегда ассоциируется с чем-то светлым и волшебным. Это настоящее чудо природы, с которым связано немало интересных фактов:

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 с углами в 60° и 120°.

Впервые научно обосновал форму снежинок астроном Иоганн Кеплер в 1611 году. Он издал научный трактат «О шестиугольных снежинках», в котором подверг чудеса природы рассмотрению со стороны жёсткой геометрии.

Считается, что двух снежинок с одинаковым узором не существует. Как уверяет физик Джон Нельсон, вариантов геометрических форм снежинок больше, чем атомов в наблюдаемой Вселенной.

Снежинки на 95% состоят из воздуха. Это определяет их основной цвет - белый.

Из-за низкой плотности снежинки падают на землю медленно - со скоростью примерно 0.9 км/час.

Предполагается, что в одном кубическом метре снега находится 350 миллионов снежинок.

Обычно снежинки имеют диаметр в 5 мм и весят порядка 0,004 г. Но известно и о снежинке - рекордсмене. «Пухленькая» снежинка попала на Землю 28 января 1887 года в Форт-Кео (Монтана, США). Она имела 15 дюймов в диаметре (около 38 см). Об этом говорится в американских научных журналах начала прошлого века.

Снег белый, в подавляющем большинстве случаев. Однако иногда бывают исключения – и снег выпадает розовым или красным. Такое бывает высоко в горах и в приполярных областях Земли. Необычный оттенок ему придает распространенная там водоросль хламидомонада.

В частности, в 2006 году о «розово-красном снеге со вкусом арбуза» говорили жители американского штата Колорадо.

Почему снег хрустит при ходьбе? Основная причина - кристаллики ломаются. Характер хруста зависит от температуры снега. Чем она ниже - тем громче звук. Кстати, скрип, похожий на хруст снега, можно получить, если сжимать смешанные соль и сахар. Раньше этот прием довольно часто использовался при озвучивании фильмов и в театральных постановках.

Известно, что в 1949 году снег выпал в пустыне Сахара. И даже продержался там целых полчаса!

Первая удачная фотография снежинки под микроскопом была сделана в 1885 году. Заслуга принадлежит упорству и терпению американского фермера Уилсона Бентли. Ему понадобилось для этого кадра 46 лет проб и ошибок. Всего же Бентли принадлежат более 5000 уникальных снимков. Утверждение, что не существует двух одинаковых снежинок, изначально строилось именно на его работах.

В Японии на острове Хоккайдо существует музей снежинок. Он назван в честь физика Накая Укитиро.

В обычный снегопад мы не задумываемся, что обычная снежинка при изучении ее в микроскоп, может представлять собой прекрасное зрелище и поражать нас правильностью и сложностью форм. выпадения снега состоит из такой вот красоты.

Кстати, сам снег бывает не только белым. В арктических и горных регионах розовый или даже красный снег - обычное явление. Дело в том, что живущие между его кристаллов водоросли окрашивают целые участки снега. Но известны случаи, когда снег падал с неба уже окрашенный - в голубой, зеленый, серый и черный цвета.

Так, на Рождество 1969 года в Швеции выпал черный снег. Скорее всего, это произошло из-за того, что снег при падении впитал из атмосферы копоть и промышленные загрязнения. Во всяком случае, лабораторная проверка проб воздуха выявила в черном снеге присутствие инсектицида ДДТ

Особенно математика поразила найденная им в середине снежинки «крошечная белая точка, точно это был след ножки циркуля, которым пользовались, чтобы очертить ее окружность».

Великий астроном Иоганн Кеплер в своем трактате "Новогодний дар. О шестиугольных снежинках" объяснил форму кристаллов волей Божьей. Японский ученый Накая Укитиро называл снег "письмом с небес, написанным тайными иероглифами".

Он первым создал классификацию снежинок. Именем Накая назван единственный в мире музей снежинок, расположенный на острове Хоккайдо.

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.

Во время снегопада в 1987 году в Форт-Кое-(Монтана, США) была найдена снежинка-мировая рекордсменка диаметром 38 см.

То, что одна снежинка практически невесома, любой из нас прекрасно знает: достаточно подставить ладошку под падающий снежок.

Обычная снежинка весит около миллиграмма (очень редко 2-3 миллиграмма), хотя бывают и исключения - самые крупные снежинки выпали 30 апреля 1944 года в Москве. Пойманные на ладонь, они закрывали её почти всю целиком и напоминали страусиные перья.

Более половины населения земного шара никогда не видело снега, разве только на фотографиях.

Слой в один сантиметр слежавшегося за зиму снега дает 25-35 кубометров воды на 1 га

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

Снег можно есть. Правда, энергозатраты на поедание снега во много раз больше его калорийности.

Снежинка - один из самых фантастических примеров самоорганизации материи из простого в сложное.

На Крайнем Севере снег бывает настолько твердым, что топор при ударе по нему звенит, словно ударили по железу.

Формы снежинок необыкновенно разнообразны - их вариаций более пяти тысяч. Разработана даже специальная международная классификация, в которой снежинки объединяются в десять классов. Это звёздочки, пластинки, столбики, иглы, град, древовидные кристаллы, напоминающие стебли папоротника. Размеры зимнего чуда колеблются от 0,1 до 7 миллиметров.

Скрип снега - это всего лишь шум от раздавливаемых кристалликов. Разумеется, человеческое ухо не может воспринять звук одной "сломанной" снежинки. Но мириады раздавленных кристалликов создают вполне явственный скрип. Скрипит снег лишь в мороз, а тональность скрипа меняется в зависимости от температуры воздуха - чем крепче мороз, тем выше тон скрипа. Ученые произвели акустические измерения и установили, что в спектре скрипа снега есть два пологих и не резко выраженных максимума - в диапазоне 250-400 Гц и 1000-1600 Гц.

Снежинки, рассматриваемые в микроскоп, являются чудесным собственноручным делом Бога. Каждая кристаллизованная капля дождя - а это и есть снег - имеет определенный систематический образец с бесчисленными разновидностями - несколько из них представлены на рисунке.

В снегопад мы не задумываемся, что обычная снежинка под микроскопом представляет собой прекрасное зрелище и поражает правильностью и сложностью формы. Снежинки похожи на розочки, лилии и колёсики с шестью зубцами. Его особенно поразила найденная им в середине снежинки «крошечная белая точка, точно это был след ножки циркуля, которым пользовались, чтобы очертить её окружность».

28.

29.

30.

31.

32.

33.

34.

35.

36.

37.

38.

39.

40.

41.

42.

43.

44.

45.

46.

47.

48.

49.

50.

51.

52.

Снег представляет собой воздушно-водное образование, выпадающее в виде осадков в результате процессов конденсации и отвердевания в верхних слоях атмосферы. В зависимости от условий прохождения конденсации могут варьироваться размеры, форма и структура снежинок. В целом, снег при выпадении в течение зимы хотя бы несколько раз обеспечивает важную функцию запасания влаги растениями, необходимой для возвращения к росту с приходом весны.

С появлением технической возможности для изучения структуры снежинок было определено более 10 различных похожих между собой в пределах группы их форм. К ним относятся: пластинчатые, звездчатые и объёмные образования дендритной структуры, игольчатые, столбовые и неправильных форм.

Белый цвет снега обусловлен наличием воздуха в их составе.

Поскольку, преобладающую роль в составе снега играет воздух, свет, попадая на поверхности кристаллов изо льда, рассеивается в различные стороны. Свет в них может распространяться во всех направлениях, вне зависимости от длины спектральной волны.

Большое количество снега может приводить к затоплениям и провоцировать опасные скоростные обвалы в горных условиях.

Описанная выше воздушность состава снега не означает, что он безобиден, особенно в больших количествах. Например, снеговой покров поверхности гектара может при таянии произвести около 30 м 3 воды, что может угрожать затоплениями низменных участков рельефа. С другой стороны, смертельно опасным является воздействие снега в горных условиях, где порой несколько снежинок, выпадающих на поверхность с недостаточной до того критической массой могут спровоцировать снежный обвал. Опасностью обвалов является большая скорость их движения, находящаяся в диапазоне 250-400км/ч.

Ученые истратили 26 млрд на изучение процесса образования снежинок

Не обладая достаточными средствами и методами для исследования процесса образования кристаллов снега, ученые истратили 26 400 000$ . В результате, они выяснили довольно простой факт, состоящий в том, что из пара, испарившегося с поверхности земли, пропуская фазу дождя, в условиях конденсации и действия низких температур образуются кристаллы снега.

Под влиянием снега Земля может остаться без солнечного тепла

Снег, способен воспринимать только 5-10% солнечного тепла , остальные 90-95% отражаются обратно. В условиях ядерной зимы, в случае ее возникновения, человечество рискует лишиться в местах покрытия поверхности снегом не только тепла, но и продовольствия и кислорода, вырабатываемого растениями.

В Японии существует музей снежинок

Японцы отличаются своим трепетным отношением к снегу и снежинкам, считая, что у них на островах они особенные, отличные от всех остальных в мире. Предпосылкой основания музея снежинок на острове Хоккайдо, стало издание в 1954г Укихиро Нахайа книги о видах снежинок.

Скрип снега появляется только в морозную погоду

Действительно, скрип снега, представляющий собой хрустящий звук, образуется при воздействии на множество мелких иголочек кристаллов и возникает исключительно в диапазоне температур ниже -3°С. При температуре ниже указанной на 3 градуса производимый шум обладает высокочастотной характеристикой.

Диаметр кристаллов чрезвычайно мал

Большинство снежинок по своему диаметру колеблется с некоторым диапазоном возле значения 5мм, однако в 1987г в американском штате Монтана были зафиксированы кристаллы диаметром 38мм.

В истории фиксировано выпадение снега различных цветовых оттенков, от черного до розового

В канун Рождества 1963 г. на территории одного участка земли выпал снег черного цвета. Ученые связали этот факт с высокой загрязненностью атмосферы этой территории, в результате чего, снег при прохождении к земле вобрал в себя копоть.

Снег съедобен

Возможно употребление снега в пищу, но для, для его использование необходимо в несколько раз большее, сравнительно с другими продуктами. Следует также отметить, что количество энергии, затрачиваемой на его потребление, во много раз превышает калорийность продукта.

Существует Праздник Снега. Действительно такой день существует, поскольку кроме эстетической функции, снег часто играет важную роль в сельском хозяйстве. Международный День Снега отмечается 19 января .
За зиму выпадает огромное количество снега. Ежегодно, в соответствии с усредненными показателями на Землю в виде осадков выпадает около септиллиона снежинок. Септиллион обозначает число, содержащее 24 нуля, после единицы.
Вес снежинки очень небольшой. Масса обычной снежинки в среднем составляет 1мг, однако для более крупных образцов неправильной формы, принявших в свой состав по мере движения к земле частички льда, может составлять 2-3мг.
Основной составной частью снежинок является воздух, что обуславливает их низкую скорость. Обычно, они состоят из воздуха на 90-95%, и поскольку воздух характеризуется низким значением плотности, это обуславливает их низкую скорость движения к земле. В среднем она составляет порядка 0,9-1км/ч.
В кубическом метре снега содержатся миллионы снежинок. В объеме 1м 3 снега может содержаться до трех с половиной сотен миллионов снежинок, каждая из которых обладает уникальной структурой.
Есть люди, которые в жизни не видели снега. На самом деле, количество таких людей велико и составляет примерно половины населения земли.
Существуют методы искусственного получения снега. После изучения механизма образования снежинок стала возможной и воплотилась в жизнь идея создания снега в лабораторных условиях.
Снег существует и на других планетах и спутниках. Исследованиями подтверждено, что на Марсе снег выпадает в виде углекислоты, а на Титане он состоит из метана.

Дорогие читатели, здравствуйте! У нас новый, ну очень занимательный проект. Все из нас ловили маленькие падающие с неба белые парашютики на варежки или в тёплые ладошки, а иногда и прямо в рот! А вот откуда берутся эти узорные кристаллики льда, и знаете ли вы, какие бывают снежинки?

План урока:

Как появляются снежинки?

Существуют снежинки в природе благодаря водяному пару. Из скопления воды летом выпадает дождь, а вот зимой холодный воздух замораживает маленькие капельки воды и в результате идёт снег.

Как получается это хрупкое чудо? Начало каждой узорной кристаллинки даёт её серединка – ядро, которым может стать любая пылинка из тучи. Эта пылинка по мере перемещения через облака обрастает прозрачными ледяными кристалликами, которые придают ей определённую форму. Постепенно кристалликов приклеивается столько много, что вес пылинки заставляет её опускаться на землю.

Если внимательно рассматривать узоры падающих с неба снежинок, можно без труда заметить, что ни одна из них не похожа на другую.

Интересные факты! Обычная снежинка весит около 1 миллиграмма, редко 2 или 3. А вот самые большуханские выпали в 1944 году в Москве. Их и снежинками-то не назовёшь. Размером с ладошку они больше были похожи на пёрышки страуса.

Почему снежинки разные?

Вопросом о том, почему ледяные кристаллы падают с неба разной формы, всегда был интересен для учёных. Первым, кто задумался об их структуре, был немецкий астроном Кеплер. Он удивлялся, почему с неба не падает пятиугольных или семиугольных снежинок.

Французский математик Декарт впервые сделал подробное описание, как могут выглядеть ледяные кристаллы, и разделил их на группы. В его работах упомянуты редкие формы.

Когда изобрели микроскоп, физик из Англии Гук опубликовал графические изображения снежинок, показав все уникальные замысловатые узоры чуда природы.

Российскому фотографу Сигсону удалось даже сделать фото около двухсот самых разных снежинок. Но настоящим снежным пионером фотографии стал американец Бентли, который за свою жизнь сделал 5000 снимков, из них 2500 вошли в книгу «Снежные кристаллы».

Физик из Японии Накайя научился растить снежинки в лаборатории. Он их поэтически называл письмами с небес.

В результате работы учёных из разных стран стало понятно, что

в природе не существует другой формы снежинок, кроме шестиугольной,
вид зависит от того, в какой среде рождается ледяной кристаллик,
среди факторов, влияющих на форму, – температура воздуха и влажность,
самые простые узоры появляются при не очень влажном воздухе,
чем выше процент влажности и температура воздуха, тем сложнее и красивее получается снежинка.
угол между лучами может быть либо 60, либо 120 градусов.

Интересные факты! Падающая на воду снежинка создаёт высокий звук. Человек его, конечно, не слышит, а вот, как говорят учёные, рыбам такой шум крайне неприятен.

Теперь вы знаете, откуда берутся снежинки и почему они отличаются. Все ледяные кристаллики условно подразделили на семь простых групп и дали им условные названия.

Пластинка

Самая простая из всех, тонкая и плоская. У неё много рёбер, которые делят кристалл на части.

Столбик

Такие снежинки, напоминающие полый шестигранный карандаш, — самые распространённые из всех форм. Он могут быть на концах тупые или заострённые.

Столбик с наконечником

Этот вид получается, если обычный столбик попадает в определённые условия, при которых кристалл изменяет направление своего роста и постепенно на концах превращается в пластинку. Например, такое происходит при перемещении в другую температурную зону под воздействием ветра.

Игла

Это разновидность столбчатой снежинки, которая выросла тонкой и длинной. Бывает, что внутри у них полость, но иногда на концах они раскрываются в виде веточек.

Звёзды

У этого экземпляра красивый ветвящийся силуэт, которым мы любим восхищаться. В нём есть шесть абсолютно симметричных основных лучиков и много разных ответвлений. Размером они около 5 миллиметров и обычно плоские.

Пространственные дендриты

Удивительные узорчатые кристаллы получаются объёмными за счёт соединения разных других видов.

Неправильные снежинки

Да, есть и такая группа, куда входят повреждённые представительницы, которые на пути к нам повредили свои веточки или совсем разломились на части. Такие покалеченные снежинки получаются обычно при сильном ветре, их много в сыром снеге.

Помните, мы говорили о том, что разные формы получаются при разных условиях? Так вот,

звёзды обычно получаются при температуре до -5 градусов,
а вот иглы – от -5 до -10,
для сложных дендритов должна быть температура не менее -10 и не ниже -20 градусов,
а вот пластинки и столбики разных размеров образуются даже при воздухе в -35.

Интересные факты! Подсчитано, что половина жителей Земли никогда не видела снежинок. Но у них есть шанс приехать на север или посетить единственный в мире музей снежинок в Японии на острове Хоккайдо.

Вот такой интересный проект у нас сегодня получился. Заглядывайте к нам почаще, в мире ещё много интересного, про что можно рассказать!

Кстати, о многом интересном мы уже беседовали. Например, о том, . мы познакомились с зимними народными приметами, а узнали больше о шаровой молнии.
Евгения Климкович.

Почему снежинки шестиугольные, а снег белого цвета? И другие интересные факты о снежинках, о которых вы даже не догадывались. Бонус: шаблон для двойной снежинки.

Опять зима - снегопад, холод и сугробы.

Но не спешите отчаиваться, всё гораздо интереснее!

Присмотритесь к снегу повнимательнее, ведь это не просто атмосферное явление, а удивительный шедевр искусства природы.

1. Образуются на небе из микроскопических капель воды и пылевых частиц.

2. Представляют собой причудливо собранную конструкцию из ледяных кристаллов, преимущественно в виде шестигранных звёздочек или пластинок.

Хотя бывают и исключения.

3. По мере приближения к земле, в результате конденсации воды из воздуха, они растут и приобретают свою неповторимую форму.

4. Живут только в полёте!

Спустившись с неба, кристаллы снежинки перестают расти и практически сразу начинают терять чёткость граней.

5. Снежинки имеют шестиугольную форму благодаря соответствующему строению кристалла воды.

6. Новые кристаллы последовательно крепятся к вершинам кристалла-основания, создавая тем самым симметричную шестигранную структуру.

7. При падении с высоты кристаллики неоднократно тают и затвердевают вновь, в результате чего идеальная геометрическая структура нарушается. Но поскольку кристаллизация всех шести лучей проходит в одинаковых условиях все лучики одной снежинки практически идентичны.

8. Природа обладает безграничной фантазией и неиссякаемым воображением, поэтому Вы никогда не увидите двух одинаковых снежинок.

9. В зависимости от окружающих условий формируются снежинки вытянутой формы (снежинки-столбики и снежинки-иголки) или любимые нами ажурные шестигранники.

10. При предельно низких температурах (ниже минус тридцати градусов по Цельсию) снег выпадает в виде так называемой "алмазной пыли" - снежных иголочек, которые оседая на землю, создают самые пушистые сугробы.

11. Снежинки на 95 процентов состоят из воздуха.

12. Именно благодаря наличию воздуха, который рассеивает световые волны, снег белого цвета.

13. Скорость падения снежинки составляет 0, 9 километров в час.

14. Средний размер снежинок 5 миллиметров, а вес всего 4 тысячных грамма.

15. Зафиксированы случаи выпадения снежинок-гигантов диаметром более 30 см.

16. В кубическом метре снега содержится около 350 000 000 уникальных снежинок.

17. Снег скрипит при температуре ниже минус 5 градусов. В основном из-за ломки кристаллов. При более высокой температуре снег при сдавливании не ломается, а тает - поэтому и не скрипит.