15 цікавих фактів про зимову погоду

Зимовий період часто сприймається як час стабільної погоди — стабільно холодної погоди. Проте, за засніженими краєвидами ховаються складні метеорологічні процеси та фізичні аномалії. Від кристалографії до термодинаміки — зимова погода демонструє здатність природи радикально змінювати навколишнє середовище за лічені години.

Нижче наведено 15 наукових фактів про зимові явища, які розкривають цікаві особливості цього сезону. ¹

1. Як сніг на голову

Сніговий покрив зазвичай асоціюється з північними регіонами. Проте географія снігових опадів значно ширша: сніг фіксували в пустелі Сахара та на Гаваях. Навіть найпосушливіше місце на планеті — пустеля Атакама в Чилі — не є винятком. У 2011 році завдяки рідкісному холодному фронту з Антарктиди тут випало майже 80 сантиметрів снігу. Це свідчить про те, що за певних атмосферних умов навіть екстремально сухі екосистеми можуть трансформуватися під впливом низьких температур.

2. Гігантські сніжинки

Більшість сніжинок за розміром не перевищують діаметр монети або людської волосини. Проте історія метеоспостережень зафіксувала випадки формування гігантських структур. Під час снігової бурі у Форт-Кіо, штат Монтана, у 1887 році свідки описували кристали, що за розміром нагадували великі чаші. Згідно з цими свідченнями, розмір окремих екземплярів сягав близько 38 сантиметрів, що робить їх найбільшими сніжинками, коли-небудь зафіксованими в природі.

3. Де береться стільки снігу?

Для утворення значного шару снігу не обов’язково потрібна висока концентрація вологи в повітрі. На відміну від дощу, снігова маса містить велику кількість повітря, що додає їй об’єму. Механізм такий: кількість опадів, яка влітку випала б у вигляді 2,5 сантиметрів дощу, взимку перетворюється на 33 сантиметри звичайного снігу. У випадку надзвичайно сухого «порошкового» снігу, який цінують лижники, це співвідношення може сягати 1 до 50.

4. Феномен снігової грози

Грім посеред хуртовини — це рідкісне явище, відоме як «снігова гроза». Воно найчастіше виникає поблизу великих озер. Механізм полягає в підйомі стовпів теплого повітря від земної поверхні, що призводить до формування турбулентних штормових хмар. Для цього явища необхідна специфічна комбінація факторів: температура повітря біля землі має бути вищою, ніж у хмарах, а вітер повинен інтенсивно виштовхувати тепле повітря вгору. Часто таку грозу важко помітити, оскільки сніг поглинає звук грому, а блискавки менш помітні у густій пелені опадів.

5. Швидкість сніжинок

Сніжинки мають широку структуру, яка працює за принципом парашута, сповільнюючи їхній рух крізь атмосферу. Швидкість їхнього падіння становить від 30 до 180 сантиметрів на секунду. Натомість сніжна крупа, що має щільнішу, гранульовану структуру, долає шлях до поверхні землі значно швидше через менший опір повітря.

6. Швидкість похолодання

Метеорологічні хроніки містять дані про неймовірно швидке охолодження повітряних мас. У листопаді 1911 року в Рапід-Сіті, Південна Дакота, температура впала з +13°C о 6-й ранку до -16°C вже о 8-й ранку. Подібні стрибки спричиняються потужними холодними фронтами. В Броунінгу, Монтана, у січні 1916 року було зафіксовано падіння ртутного стовпчика з +7°C до -49°C менш ніж за добу, що демонструє колосальну енергію атмосферних переміщень.

7. Найближче до Сонця

Щороку в січні Земля досягає перигелію — точки своєї орбіти, найближчої до Сонця. Це спростовує поширену помилку про те, що зима настає через віддалення планети від світила. Насправді сезонні зміни зумовлені виключно нахилом земної осі. Коли в Північній півкулі панує зима, планета фактично отримує більше сонячної енергії завдяки наближенню до зірки, але кут падіння променів визначає низьку температуру.

8. Масштаби хімічної обробки доріг

Для забезпечення безпеки руху тільки в США щозими використовують понад 22 мільйони тонн солі. Щоб візуалізувати цей об’єм, можна уявити колону самоскидів, що розтягнулася на 13 400 кілометрів. Сіль знижує точку замерзання води, запобігаючи утворенню льодового насту, що є критично важливим для інфраструктури.

9. Найбільш засніжене місто планети

Статус найбільш засніженого міста на планеті належить японському місту Аоморі. Через особливості географічного положення та вплив холодних сибірських вітрів, що проходять над морем, на місто щороку випадає в середньому 7,9 метра снігу.

10. Гігантські снігові кулі в морі

Іноді може спостерігатися рідкісне явище, як тисячі гігантських снігових куль вкривають берег моря. Ці об’єкти формуються без участі людини. Механізм їх створення полягає в комбінації вітрового впливу та руху води, що зкочує дрібні шматочки льоду в ідеальні сфери. Деякі з цих природних утворень сягають майже метра в діаметрі.

11. Відчувається як…

Температура, яку відчуває шкіра людини на вітрі (в прогнозах погоди часто пишуть «відчувається як»), не є суб’єктивним показником. Це результат точного математичного розрахунку, що враховує тепловіддачу тіла. Для обчислення використовується формула:

Індекс вітрового охолодження = 35.74 + 0.6215 * T – 35.75 * (V^0.16) + 0.4275 * T * (V^0.16)

Тут T — температура повітря, а V — швидкість вітру. Цей індекс дозволяє оцінити ризик обмороження в конкретних умовах.

12. Куди викидати сніг?

Коли обсяги снігу в містах перевищують можливості для його складування на відкритих майданчиках, муніципалітети вдаються до технологічних рішень. Використовуються снігоплавильні машини, які за допомогою гарячої води здатні переробляти до 50 тонн снігу на годину. Проте це енергоємний процес: одна така машина споживає близько 227 літрів палива за годину роботи. В деяких країнах надлишки снігу скидають в океан.

13. Коли ліпити сніговика?

Можливість щось ліпити зі снігу зумовлена його вологістю. Вчені визначили ідеальне співвідношення для будівництва сніговиків: 5 частин снігу на 1 частину води. Волога діє як адгезив (клей), що з’єднує кристали між собою. Занадто сухий сніг не має достатньої сили зчеплення для утримання форми.

14. Не буває двох однакових сніжинок?

Тривалий час вважалося, що кожна сніжинка має неповторну структуру. Проте у 1988 році вчені підтвердили існування ідентичних кристалів. Два однакових екземпляри були зібрані під час шторму у Вісконсині та ідентифіковані в Центрі атмосферних досліджень у Колорадо. Це доводить, що за ідентичних фізичних умов можливе формування дублікатів.

15. Крижаний дощ та ожеледиця

Крижаний дощ та мокрий сніг (ожеледь) мають різні механізми утворення, хоча обидва виникають, коли опади проходять крізь шар теплого повітря, а потім потрапляють у холодний шар біля землі. Різниця полягає у товщині цього холодного шару. Якщо він достатньо товстий, краплі встигають замерзнути і перетворитися на крижані гранули. Якщо ж холодний прошарок тонкий, вода не встигає замерзнути в повітрі й перетворюється на лід лише при контакті з холодною поверхнею землі.

1. https://www.mentalfloss.com/science/weather/15-surprising-facts-about-winter-weather↩