Скрипит снег под ногами. Что такое снег, как образуются снежинки? Почему снег скрипит под ногами. Почему в мороз снег скрипит под ногами

Дети любят задавать разные вопросы, ответить на которые бывает непросто. Мы уже выясняли, почему выпавший снег именно белого цвета. На первый взгляд ответ на этот вопрос дать очень просто. Но на самом деле это не так. На этот раз мы опять поговорим о снеге, разберемся, почему он издает характерный звук, хруст или скрип при минусовой температуре.

Чтобы ответить на этот вопрос, почему хрустит снег под ногами, прежде нужно понять, что это вообще такое – снег. Высоко над землей, среди облаков, замерзает и превращается в маленькие кристаллики вода. Эти кристаллики называют снежинками. Они всегда принимают форму шестиугольника.

После замерзания они начинают свой путь к земле, а в процессе к каждому из шести углов примерзают новые и новые кристаллы. Это происходит случайным образом какое-то время, поэтому вероятность найти две одинаковые снежинки крайне мала. Каждая снежинка имеет свои уникальные размеры и форму.

Почему снежинки хрустят, когда на них наступают

Очень просто – когда на снег надавливают то множество кристалликов ломается друг об друга. Особенно интересно, что громкость хруста зависит от температуры воздуха – чем холоднее, тем громче ломаются снежинки.

Так происходит потому, что при понижении температуры кристаллики становятся все более твердыми, а еще они легче ломаются. Есть и другая гипотеза – хруст возникает потому, что снежинки трутся друг о друга.

Но если мы возьмем в руки и сломаем одну снежинку, никакого звука мы не услышим. Он очень тихий, и никому на свете его не различить. Эффект хруста возникает лишь тогда, когда ломается сразу огромное количество ледяных кристалликов. Именно благодаря тому, что так много снежинок ломается одновременно, мы слышим этот звук.

Если же температура поднимается, кристаллики начинают превращаться в воду, сломать их становится сложнее, и звук исчезает.

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.

Материалы по теме:

Почему в городе снег тает быстрее, чем за городом?

Основные формы снежинок

Учеными были определены несколько основных форм снежинок:

1. Игла – кристалл, напоминающий длинную спицу изо льда, изредка бывают пустотелыми, а концы разветвляются на несколько наростов;
2. Звезда – образование напоминает плетущуюся структуру ледяных волокон. Волокна, обычно, расположены в произвольном ветвлении;
3. Дендриты – образуются при срастании кристаллов снежинки, образуя симметричные ветвистые наросты;
4. Пушистая – снежинки, которые по пути потеряли некоторые части или же разломились совсем. Это происходит по нескольким причинам, одна из них – сильный ветер;
5. Столбик – большие плоские снежинки, являются самыми распространенными, напоминающие форму столба или карандаша, обычно шестигранные, заостренные на окончании;
6. Пластинка – бывают в виде лепестка, который поделен на сектора ледяными ребрами.

От чего зависит форма снежинок?

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.

Материалы по теме:

Почему снег белый?

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. П ри трении и переломе кристалл издает звук, который и воспринимается человеческим ухом как хруст или скрип. Этот шум слышен не всегда.

Дети умеют вопросами сильно озадачивать родителей и прочих взрослых: «Почему небо над нами синее?», «Почему светит солнце?», «Почему река течет?»… Зимой же излюбленный детский вопрос: «Почему снег белый, хрустит и скрипит под ногами?» И стоит разобраться с этим интересом сразу, поскольку текущая зима - не последняя, и если замять вопрос сейчас, то он встанет перед родителями всего лишь через год.

Цвет снега

Почему снег хрустит под ногами, разберемся чуть позже, определимся сначала с первой частью вопроса. Детям, которые созрели для него, уже известно, что снег - это замерзшая вода, то есть лед. Лед прозрачный, соответственно - бесцветный, так почему все же снег белый?

Если поймать снежинку и внимательно в нее вглядеться, нетрудно убедиться, что она в основном тоже прозрачна. Цвет она приобретает только тогда, когда ее грани отражают свет - все равно, солнечный или искусственный. И если бы снежинки аккуратно складывались стопочкой, они казались бы прозрачными, разве что грани бы окрашивались - в цвет неба или ближайшего рекламного бигборда. Однако снег падает беспорядочно, грани подставляются солнцу под разными углами, отражают и преломляют его, опять же хаотично. В результате глаза воспринимают свеженападавший сугроб как идеально белый (конечно, если на небе ни тучки).

Когда снег хрустит

Теперь осталось выяснить, почему снег скрипит под ногами. Помня, что снежинки представляют из себя льдинки, ответ на этот вопрос дать не слишком сложно. Кристаллы льда, которыми они являются, довольно хрупкие, хотя и твердые. При давлении на них (к примеру, под массой человека, идущего по снегу) снежинки разрушаются, издавая еле слышный хруст. Ему сопутствует такой же почти (но только почти!) беззвучный скрип от трения крохотных льдинок одна об другую. Если бы ломалась только одна снежинка, человеческое ухо было бы не в состоянии услышать настолько тихий звук. Однако их десятки тысяч, а то и миллионы - и хруст со скрипом становятся слышимыми. Вдобавок между отдельными снежинками в сугробе от мороза появляются очень тонкие связи-мостики, невидимые глазу, но добавляющие в шум свою нотку.

Когда снег не скрипит

Отпрыски не всегда удовлетворяются ответом: или считают его заумным, или он не совпадает с их видением мира. Однако гораздо чаще возникают следующие вопросы, логично вытекающие из ваших объяснений: «А тогда почему снег хрустит под ногами в морозы, а когда не очень холодно - нет?» Прежде всего потому, что снежинки при незначительных холодах становятся более гибкими, эластичными и ломаются не сразу - многие под давлением успевают растаять. Трение между отдельными кристалликами тоже отсутствует - она «смазывается» водой, которая не успевает замерзнуть. И мостики-прослойки тоже не образуются, так что и нечему лопаться. Соответственно, вопрос: «Почему снег хрустит под ногами» у ребенка, идущего рядом не возникнет. Правда, только до ближайшего похолодания!

Однако родителям, разъяснившим, почему снег хрустит под ногами, и облегченно утершим пот со лба, расслабляться не стоит. Очень скоро их чадо порадует их следующим вопросом - и кто знает, насколько успешно получится на него ответить.

При мысли о зиме всегда в воображении предстает белоснежный покров, окутавший все вокруг, при этом редко кто задумывается над тем, почему он белого цвета.

Капельки воды, находящиеся в атмосфере, при минусовой температуре замерзают и превращаются в лед, выпадая на землю в виде снега. Лед - это вода в твердом состоянии, сам по себе он прозрачен. Тогда почему снег белый?

Снежинки также не имеют цвета, однако если рассмотреть их через увеличительное стекло, можно заметить, что они похожи на кристаллы, напоминающие своей формой правильный шестиугольник с гранями. Во время снегопада именно грани снежинок, отражающие световые лучи, придают снегу привычный нам белый цвет.

На земле снежный покров представляет собой скопление снежинок, расположенных очень плотно друг к другу в хаотичном порядке. Все вместе они отражают свет с большей силой, поэтому даже ночью, когда поверхность не освещается солнцем, мы видим снег белым. Источником световых лучей в ночное время являются луна, звезды, фонари.

Однако причина «белизны» снежного покрова заключается не только в способности граней кристалликов льда отражать попадающий на них свет, а и от чистоты их поверхности. Суть в том, что ни одна снежинка не может быть идеально прозрачной. В атмосфере капли воды смешиваются с разными частичками (пылью, промышленными выбросами и другими загрязнителями), которые способны поглощать не отраженные лучи света.

Почему снег блестит?

В этом случае действует всем известный закон: угол падения равен углу отражения. Миллиарды микрокристаллов, имеющих форму правильного шестиугольника, поглощают солнечные лучи, преломляют их, а затем отражают в разных направлениях и под разными углами, подобно «солнечным зайчикам». Поэтому мы видим, как снежинки искрятся и переливаются на солнце.

Почему снежинки под ногами хрустят и скрипят?

Прогуливаясь по снегу, нередко можно услышать хруст или скрип под ногами. Такой звук получается потому, что кристаллы снежинок под механическим давлением трутся между собой и ломаются. Однако такое явление можно наблюдать не всегда, а только при определенной температуре воздуха.

Дело в том, что снег скрипит только при температуре от 2 до 20 градусов ниже нуля, причем в разных температурных интервалах скрип и хруст сопровождаются особенным звуком. Это объясняется тем, что в сильный мороз кристаллы снежинок становятся более плотными и крепкими, а при температуре 0 °С и выше снежный покров теряет свою прочность и начинает таять.

На самом деле, даже излом одной маленькой снежинки сопровождается звуком. Но этот звук настолько слабый, что органы слуха человека его просто не воспринимают. В то время, как ломаются триллионы снежинок, звук становится гораздо сильнее и человек отчетливо слышит характерное потрескивание снега.