Сніг часто сприймають як звичайне зимове явище, що змінює ландшафт або створює перешкоди для інфраструктури. Проте з погляду фізики, метеорології та біології, ці крижані кристали є результатом складних процесів, що відбуваються в атмосфері та на поверхні Землі. Від термічних властивостей снігових споруд до оптичних ілюзій світла — сніг приховує в собі механізми, які виходять далеко за межі звичного уявлення. 1
1. Снігові кулі
Цей феномен ми вже згадували в статті 15 цікавих фактів про зимову погоду. Іноді природа створює геометрично правильні об’єкти без участі людини. У 2016 році на узбережжі на півночі було виявлено тисячі крижаних куль розміром до одного метра в діаметрі. Це явище не є наслідком діяльності людини, а результатом рідкісного поєднання гідродинамічних і температурних чинників.
Механізм формування таких сфер починається з невеликих фрагментів морського льоду. Під впливом хвиль ці шматки постійно перевертаються і труться один об одного, що призводить до стирання гострих кутів — процес, подібний до обточування морської гальки. Коли морська вода намерзає на поверхню, що обертається, куля стає більшою і гладшою. Аналогічні явища фіксували на острові Хайлуото у Фінляндії та вздовж берегової лінії озера Мічиган.
2. Термоізоляційні властивості іглу
Здається парадоксальним, що споруда, побудована повністю зі снігу, може слугувати захистом від холоду. Проте всередині іглу температура може бути на 21°C вищою, ніж зовні. Секрет полягає в структурі самого снігу: він на 95% складається з повітря, заблокованого між кристалами. Повітря є одним із найкращих природних ізоляторів, оскільки воно погано проводить тепло.
Ефективність іглу також зумовлена його архітектурою. Традиційні споруди мають багаторівневу підлогу. Оскільки холодне повітря щільніше і важче, воно опускається в спеціально вирите заглиблення («холодну яму»), тоді як тепліше повітря, нагріте тілами мешканців, концентрується у верхній частині, де розташовані спальні зони.
3. «Снігові монстри» гори Дзао
На схилах гори Дзао в Японії щозими з’являються химерні фігури, відомі як дзюхьо (juhyo). Це не витвори мистецтва, а результат рідкісного метеорологічного процесу. «Снігові монстри» — це хвойні дерева, повністю вкриті шарами льоду та снігу.
Для їх утворення потрібні специфічні умови: постійний сильний вітер зі швидкістю близько 25-26 метрів на секунду та температура від -1°C до -6°C. Вітер несе з собою переохолоджені краплі води, які залишаються рідкими навіть за температури нижче нуля. При контакті з гілками дерев ці краплі миттєво замерзають, створюючи нарости, що поступово перетворюють дерева на об’ємні крижані скульптури. Останнім часом через глобальне потепління та шкідників, що пошкоджують дерева, це явище стає менш масштабним.
4. Феномен снігової грози
Снігова гроза — це надзвичайно рідкісне явище, при якому замість дощу під час грози випадає сніг. Його важко зафіксувати, оскільки сніговий покрив має високу здатність до акустичного поглинання. Сніжинки діють як звукопоглиначі, тому гуркіт грому часто не чути вже на відстані трьох кілометрів від епіцентру.
Механізм виникнення подібний до літніх гроз: інтенсивна турбулентність в атмосфері змушує сніжинки стикатися, генеруючи статичну електрику. Дослідження показують, що 86% таких подій супроводжуються екстремально сильними снігопадами, коли за добу може випасти понад 15 сантиметрів опадів.
5. Снігопади в пустелі Сахара
Хоча Сахара є одним із найспекотніших місць на планеті, сніг там не є неможливим явищем. У північних регіонах пустелі, зокрема в алжирському місті Айн-Сефра, зимові температури іноді опускаються достатньо низько для того, щоб вологі повітряні маси перетворилися на кристали льоду.
Незважаючи на те, що Сахара є гіпераридною зоною, в останні десятиліття випадки випадання снігу почастішали. Це створює вражаючий візуальний контраст, коли тонкий білий шар вкриває іржаво-червоні піщані дюни, хоча зазвичай він швидко тане під дією сонця.
6. Оптична природа кольору снігу
Всупереч поширеному переконанню, сніг не є білим. Кожна окрема сніжинка — це прозорий кристал льоду. Ефект білого кольору виникає через розсіювання світла. Коли сонячне проміння потрапляє на безліч граней кристалів, воно відбивається в усіх напрямках, рівномірно розсіюючи весь видимий спектр кольорів.
За певних умов сніг може набувати блакитного відтінку. Це відбувається, коли світло проникає глибоко в товщу снігового покриву або крижаної брили. У такому разі червона частина спектра поглинається ефективніше, ніж синя, тому відбите світло, що повертається до ока спостерігача, виглядає блакитним.
7. «Кавуновий сніг»
У високогірних або полярних регіонах сніг іноді набуває рожевого або червоного кольору та характерного солодкуватого запаху. Це явище спричинене мікроскопічними водоростями Chlamydomonas nivalis.
Ці організми пристосовані до життя в екстремальному холоді. Хоча самі водорості зелені, вони виробляють червоний пігмент астаксантин для захисту від інтенсивного ультрафіолетового випромінювання. Оскільки сніг пропускає частину світла, пігмент стає помітним на поверхні. Науковці застерігають від вживання такого червоного снігу (і від жовтого теж 😉), оскільки він може викликати розлади травлення. Важливо не плутати це явище з «Кривавим водоспадом» в Антарктиді, де колір зумовлений високим вмістом заліза в підльодовиковій ропі. Про це ви можете прочитати в статті 24 цікаві факти про Антарктиду.
8. Снігові рулони
За специфічних умов вітер може скочувати сніг у порожнисті циліндричні форми, що нагадують пончики або рулони. Для їх виникнення потрібен збіг кількох факторів: тонкий шар вологого, але легкого снігу, температура трохи вища за нуль (щоб сніжинки трималися разом) і постійна швидкість вітру близько 48 км/год.
Вітер підхоплює невеликий шматок снігу і котить його по гладкій поверхні (зазвичай по шару льоду або насту). З кожним обертом рулон стає більшим, а його внутрішня частина, яка є менш щільною, часто вимивається вітром, утворюючи отвір.
9. Гігантські сніжинки
У науковій літературі зафіксовані повідомлення про сніжинки аномальних розмірів. У 1887 році в Монтані очевидці описували екземпляри, розмір яких перевищував 38 сантиметрів у ширину та 20 сантиметрів у товщину.
Проте метеорологи уточнюють, що такі об’єкти технічно не є одиничними кристалами. Це конгломерати або кластери — велика кількість окремих сніжинок, які злиплися під час падіння через високу вологість повітря. Для порівняння: найбільший зафіксований одиничний сніговий кристал, сфотографований в Онтаріо у 2003 році, мав діаметр лише близько 10 міліметрів.
10. Міф про унікальність сніжинок
Тривалий час вважалося, що в природі не існує двох ідентичних сніжинок через нескінченну кількість комбінацій температури та вологості, через які проходить кристал під час падіння. Однак у 1988 році дослідниця Ненсі Найт із Національного центру атмосферних досліджень США виявила два ідентичні кристали під час шторму у Вісконсині.
Ідентичні кристали також вдалося виростити в лабораторних умовах, де параметри середовища суворо контролюються. Враховуючи, що щороку на планету випадає приблизно септильйон 1024 сніжинок, математична ймовірність існування дублікатів є значною, хоча шанси їхнього виявлення залишаються мінімальними.
Все найцікавіше за тиждень?
Щопʼятниці отримуйте найцікавіші статті за тиждень на ваш імейл.
Хоче сповіщення ЩОДНЯ? Тоді вам на ТГ-канал DAY TODAY (цікаве 🌍)
