Podklasa | opad atmosferyczny |
---|---|
Dyscyplina, której jest przedmiotem | niwologia |
Kolor | Biały |
Materiał | kryształ lodu , powietrze |
Znak Unicode | ⁎ |
Śnieg ( ) jest pierwszym forma opadów atmosferycznych składa się z cząstek o lodem rozgałęzionym zawierającą powietrze , które są głównie krystalizacji i aglomerowany w płatków , konstrukcji i wysoce zmiennych wygląd. Ale ten lód może mieć również postać ziarenek: śnieg w ziarenkach i śnieg zwinięty . Gdy w atmosferze jest wystarczająco dużo zimna i wilgoci , śnieg tworzy się naturalnie przez kondensację ciała stałego z pary wodnej do nasycenia wokół jąder lodu . W zależności od struktury i wiatru śnieg spada mniej lub bardziej szybko na ziemię. Jego powstawanie w atmosferze w rozgałęzionej sieci cząstek stałych odróżnia śnieg od innych stosunkowo bliskich opadów, takich jak grad czy deszcz ze śniegiem .
Śnieg to również osadzanie się opadów atmosferycznych na ziemi lub na przeszkodzie przed ziemią (dach, drzewo itp.): to śnieg . Dlatego zawsze składa się z mieszaniny lodu i powietrza, czasami (jeśli jego temperatura jest bliska 0 °C ) płynnej wody . Osadzanie się tego materiału ewoluuje w ruchu ( nawiew śniegu , niesiony wiatrem lub lawinie ), na miejscu w sposób naturalny (w płycie , na polu śnieżnym , gzymsie, zaspie ) lub sztucznie (poprzez ubijanie lub po roztarciu w ewakuacji mechanicznych (np pługa , śnieg dmuchawy ) lub ręcznie (np łopatą śnieg , kuli śniegowej ), lub podczas przygotowania do wyciągu narciarskiego lub zawiesza w ruchu).
Śnieg znika albo:
Armatki śnieżne (lepiej znane jako armatki śnieżne ) wytwarzają sztuczny śnieg, a właściwie drobne ziarenka lodu podobne do deszczu ze śniegiem. Technika ta jest stosowana na krytych stokach narciarskich , ale także w ośrodkach sportów zimowych w celu poprawy i poszerzenia pokrywy śnieżnej na stokach .
Śnieg studiuje nauki o śniegu.
Kobiecy rzeczownik śnieg jest deverbal od śniegu . Jest to potwierdzone w XIV th century : Według Skarbu języka francuskiego skomputeryzowany , jego najstarszy przypadek znany (<naige>) jest w panegiryk napisany przez Watriquet Couvin na śmierć 1329de Gaucher de Châtillon , w dniu Wniebowstąpienia . Jego aktualna pisownia ( liczba mnoga ‹neiges›) jest poświadczona w1461z Le Testament de François Villon .
Śnieg jest naturalnym materiałem kompozytowym składającym się z agregatu cząstek wody w postaci stałej ( kryształów lub ziaren) i czasami częściowo ciekłej oraz powietrza . Śnieg jest niejednorodny, wielofazowy , odkształcalny , koloru białego, izolujący termicznie , termoczuły, śliski, efemeryczny. To stale ewoluujący materiał.
Śnieg wygląda na biały, ale w rzeczywistości jest lekko niebieskawy z powodu rozproszonego odbicia . Kryształki śniegu są wprawdzie przezroczyste, ale światło odbija się w prawie identyczny sposób (niebieski jest nieco mniej pochłaniany) na ich interfejsach, czyli na granicach ziaren , których orientacja jest losowo rozłożona. Ten niebieskawy odcień jest szczególnie widoczny w obecności dużych grubości lodu, na przykład na lodowcach. Z biegiem czasu kryształki lodu stają się bardziej okrągłe i tracą swoją moc odbijania, więc zimowy śnieg odbija tylko 50% światła, podczas gdy wiosenny śnieg ma ciemniejszą karnację niż ten, który spadł kilka miesięcy wcześniej.
Kod METAR dla obserwacji śniegu to SN .
Johannes Kepler był jednym z pierwszych naukowców, którzy zainteresowali się formowaniem płatków. W 1611 napisał traktat L'Étrenne ou la neige sexangulaire . Około 1930 roku Japończyk Ukichiro Nakaya uformował własne płatki w warunkach eksperymentalnych, ustalając temperaturę i nasycenie wodą . Wtedy uświadamia sobie, że kształt kryształów zależy od tych dwóch parametrów. W 1935 Tor Bergeron opracował teorię wzrostu płatków z kanibalizacji przechłodzonych kropel wody, zwaną efektem Bergerona .
W bardzo zimnej chmurze para wodna kondensuje bezpośrednio w kryształki lodu na zawieszonych cząsteczkach ( kurz , dym itp.). Jeśli podczas upadku napotkają tylko warstwy powietrza o temperaturze poniżej 0 ° C , kryształy zbijają się i łączą, tworząc coraz większe płatki. Powstawanie tych kryształów zależy zasadniczo od temperatury. Jedyną wspólną cechą wszystkich kryształów jest ich heksagonalna budowa , co odpowiada minimalizacji chemicznej energii potencjalnej kryształu.
Kształt kryształków śniegu zmienia się w zależności od warunków atmosferycznych powietrza w chmurze podczas ich formowania najpierw temperaturą, ale także stopniem wilgotności :
Gdy temperatura spada poniżej -16 °C , płatki śniegu kurczą się i mają wielkość ziarna piasku .
Gęstość świeżo spadły śnieg jest bardzo zmienna. Zmienność ta zależy od rodzaju kryształów, którym sprzyja temperatura w warstwie, w której powstaje śnieg, oraz wiatru, który jest czynnikiem ograniczającym ich wzrost. Ponadto, ponieważ temperatura atmosfery zmienia się wraz z wysokością, zazwyczaj mamy różne rodzaje płatków. Wreszcie tarcie przy ziemi spowodowane przemieszczeniem spowodowanym wiatrem spowoduje rozbicie niektórych kryształów, a tym samym zmodyfikuje stosunek masy płatków do powietrza zawartego w zaspie .
Statystyki podają średnią 110 kg / m3 , przy odchyleniu standardowym 40 kg, co potwierdza rozproszony charakter tego kryterium. Stosunek między wysokością wody w mierniku śniegu pochodzącym z masy śniegu a wysokością zmierzoną na podłożu tego śniegu jest często podawany jako 1 mm na 1 cm (stosunek 1 ⁄ 10 ). Jednakże badania kanadyjskie i amerykańskie pokazują, że stosunek ten waha się pomiędzy 1 / 3 (bardzo wysokiej temperaturze), a 1 / 30 (bardzo zimnej pogodzie).
Ostatnie badania wykazały, że pewne bakterie (tzw. zarodkowanie lodu ) odgrywają ważną rolę w tworzeniu kryształków lodu lub śniegu. Bakterie te są zwykle epifitami (na przykład Pseudomonas sp. ), ale czasami mogą być patogenne. Zidentyfikowano je w licznych próbkach śniegu we Francji , Ameryce Północnej i na Antarktydzie .
Płytka sześciokątna.
Kolumna
Kryształ z sześcioma długimi punktami
Kryształ heksagonalny z przedłużeniami dendrytycznymi .
Sześciokątny kryształ śniegu z szerokimi gałęziami.
Sześciokątny kryształ typu P1 obserwowany przez binokularne szkło powiększające.
Odcisk kryształu typu P1b.
Tworzenie i ewolucja kryształów integrują:
Słabość wiązań między cząsteczkami wody sprawia, że kryształy te są bardzo wrażliwe na wszelkie modyfikacje otoczenia. Możemy uznać kryształ śniegu za niestabilny i że musi być w fazie krystalizacji, aby zachować swój kształt , aby rekombinacje następowały, gdy tylko się zatrzyma. Ta wysoka czułość utrudnia obserwację kryształów mikroskopowo bez specjalnych środków ostrożności.
Warunki na poziomie szkoleniaŚnieg zaczyna się na wysokości w chmurze, gdzie temperatura wokół rdzenia lodowego jest poniżej zera ( 0 °C ) . Parametry wznoszących się ruchów powietrza szczególnie warunkują czas krystalizacji i możliwości wnikania w różne warstwy przez ich higrometrię , temperaturę , ciśnienie ,... Na tym poziomie kryształy mogą się topić , sublimować , łączyć, ale także pokrywać przechłodzeniem. woda ; kryształy pokrywają się początkowo niewidocznymi guzkami, które w niektórych przypadkach mogą nadać im wygląd „ kwiatu mimozy ”.
Nawet jeśli powietrze nie unosi się, opór, któremu czasami się sprzeciwia, wymaga aglomeracji kilku kryształów przed wywołaniem opadów .
Warunki opadówTurbulencja i higrometria będą w szczególności regulować zanikanie (topienie lub sublimację) kryształów i płatków lub, przeciwnie, ich postępującą aglomerację. Częściowo upłynnione płatki mogą również ulec nagłej krystalizacji po napotkaniu chłodniejszej atmosfery; jeśli zjawisko jest masowe, mówimy o deszczu ze śniegiem .
Zmienność parametrów meteorologicznych wraz z wysokością charakteryzuje się w szczególności wyznaczeniem słynnej granicy deszcz/śnieg .
Warunki krystalizacji gruntuW umiarkowanych szerokościach geograficznych ("gorący" grunt) silna izolacyjność śniegu, nadal związana z albedo, umożliwia szybkie tworzenie gradientu termicznego między gorącym, izolowanym gruntem a zimną powierzchnią odbijającą; może osiągnąć 20 °C . Obserwuje się jednak, że kryształy w warstwie śniegu, w gradiencie temperatury, wchodzą w proces rekrystalizacji, co skutkuje wzrostem średniej wielkości kryształów. Z tego punktu widzenia uważa się, że grubość piętnastu centymetrów jest wystarczająca do ustalenia spadku.
Warunki krystalizacji różniące się bardzo od warunków w górnej atmosferze, krystalizacja na ziemi wytwarza nowe, ale mniej skomplikowane formy.
Śnieżny dzieńDzień śnieżny to 24-godzinny okres reprezentujący dzień klimatyczny, podczas którego obserwuje się opady śniegu. Liczba dni i ilość śniegu w roku są częścią typu klimatu.
Nagromadzenie śniegu na poziomie gruntu, przez opady śniegu lub niesione przez wiatr, powoduje powstanie śniegu. Ten składa się z warstw o bardzo zmiennej grubości i jakości śniegu, w zależności od warunków pogodowych każdej zimy, wysokości i ekspozycji na słońce. W każdej warstwie kryształy ewoluują, mniej lub bardziej szybko się przekształcają: to metamorfozy śniegu.
Pakiet śniegu kurczy się i znika wraz z wiosennym topnieniem .
Nagły śnieg
Śnieżny gzyms
Alpy górskie śnieg.
Energia słoneczna przyczynia się do nierównomiernego ocieplenia gleby. Ważnym czynnikiem jest albedo, które mierzy odbitą część promieniowania. Średnie albedo na Ziemi wynosi 0,28. Ponieważ świeży śnieg ma wyjątkowo czystą biel, podnosi albedo do 0,85. Oznacza to ważne odbicie promieni świetlnych Słońca , a zatem mniejsze nakłady energii. Ponieważ stary śnieg utrzymuje albedo na poziomie 0,60, rozumiemy, że pokryte śniegiem gleby mają tendencję do pozostawania zimnymi na powierzchni, a zatem zachowują swoją powłokę.
Z kolei lasy iglaste wykorzystują swoje niskie albedo (0,12) i odbite światło, aby uwolnić swoje gałęzie.
Śnieg bardzo powoli zamienia się w ciekłą wodę. Dlatego woda śnieżna znacznie lepiej wnika w ziemię i korzystniej wpływa na poziom wód gruntowych niż woda deszczowa .
Ta korzyść jest czasami niwelowana przez gwałtowne łagodzenie, któremu towarzyszą deszcze, co często prowadzi do katastrofalnych powodzi .
Śnieg jest doskonałym izolatorem termicznym, ponieważ zawiera dużą ilość powietrza. Dzięki jego obecności różnice temperatur są zmniejszone, a grunt mniej zamarza. Myszy i norniki żyją w ciemnej i spokojnej subniskiej przestrzeni , poruszając się bez końca przez sieć tuneli i skubiąc łodygi roślin.
Podobnie ośnieżona roślinność jest chroniona przed silnymi mrozami. Niektóre rośliny wysokościowe kontynuują swoją działalność zimą. Galanthus nivalis ( przebiśnieg ) jest w stanie przebyć pewną grubość śniegu, aby zakwitnąć. Gdy grubość jest zbyt duża, wydłużenie pędów odbywa się poziomo i we wszystkich kierunkach i dopiero po ich zwolnieniu szypułki prostują się.
Eskimosi skorzystał z tej własności do ich domu śniegu, igloo . Półkulisty dom zbudowany jest z bloków utwardzonego śniegu. Szczyt jest zarezerwowany dla bloku przezroczystego lodu, a całość skonsolidowana jest lodowatą wodą. Nawet - 40 ° C , temperatura wewnątrz gruntu wynosi - 5 ° C . Jednak igloo jest tylko tymczasowym schronieniem dla polowań, a nie prawdziwym domem Eskimosów.
Podobnie śnieg jest domem dla małych zwierząt, takich jak robaczki śnieżne . Wykorzystują one rezerwy powietrza do kopania małych podziemnych tuneli i chronią się przed mrozem.
Na Ziemi obszary są pokryte śniegiem, pokryte śniegiem, zasadniczo według szerokości geograficznej , wysokości , ekspozycji na słońce, pory roku .
W rejonach równikowych i tropikalnych pada stosunkowo niewiele. Jest zwyczajem, aby uznać 35 th Parallel wyznaczają obszar, gdzie tylko góry otrzymane śnieg. Cayambe , górna ekwadorski od 5790 m jest regularnie śnieżny chociaż dokładnie na szerokości 0.
Im bardziej zbliżamy się do biegunów, tym bardziej poziom śniegu ogólnie wzrasta, ale spada w rejonach polarnych, ponieważ wilgotność staje się tam zbyt niska, uwięziona w lodzie. Ponadto obszary przybrzeżne są stosunkowo nietknięte śniegiem, ponieważ temperatury są tam łagodzone przez morskie, ale wilgoć zawarta w strumieniu morskim może być transportowana na stały ląd i powodować duże opady. W związku z tym w regionach umiarkowanych i górskich, ale w nurcie morza odnotowuje się rekordowe spadki:
Kiedy pokrywa śnieżna nie zdąży się całkowicie stopić w gorącym sezonie, mówimy konwencjonalnie o wiecznym śniegu, a dokładniej o wiecznym śniegu . Śnieg ten osiada na bardzo zmiennych wysokościach w zależności od położenia geograficznego na Ziemi, od zera do ponad 5000 m , w zależności w szczególności od szerokości geograficznej , nasłonecznienia terenu i nagromadzenia w zimie. Taka sytuacja występuje na większości wysokich szczytów i w pobliżu biegunów. Ubite i częściowo topniejące śniegi zamieniają się w pola śnieżne, a następnie w lodowce . Lód kontynentalny biegunów nazywa się inlandsis , góry lodowe, które się od niego odrywają, składają się zatem ze słodkiej wody, w przeciwieństwie do paku lodowego, który tworzy się na wodzie morskiej.Woda morska odsala się przez zamarzanie („wypędzenie” soli do głębszych wód).
Przypadek pokrywy śnieżnej Kilimandżaro , najwyższego punktu Afryki , często wskazuje na globalne ocieplenie . Podczas XX th century , stracił 82% jego powierzchni. Straciła średnio 17 metrów grubości pomiędzy 1962 a 2000 r . Jest coraz bardziej wątpliwy i ma całkowicie zniknąć do 2020 roku według NASA ekspertów i paleoclimatologist Lonnie Thompson , profesor na Uniwersytecie Stanowym Ohio lub przez 2040 według zespołu naukowego. Austria z Uniwersytetu w Innsbrucku , a nawet 2050 roku na Akademii Kalifornii Nauki .
Nadejście śniegu jest źródłem emocji dla najmłodszych, dla których budowanie bałwanów czy walka na śnieżki to natychmiastowa zabawa.
Śnieg oferuje duże śliskie tereny. Pozwala w ten sposób wiele mniej lub bardziej sportowego spędzania wolnego czasu : jazda na nartach ( downhill , krzyż BIEGÓWEK , extreme) saneczkarstwo , snowboard , wędrówki na rakietach śnieżnych . W ośrodkach , że stoki są zadbane i środki transportu są wnieść narciarzy ( wyciągi narciarskie : wyciągi narciarskie , wyciągi krzesełkowe , samochody kablowe ). Szał na te hobby zmotywował do wynalezienia armatki śnieżnej, aby przedłużyć okres jazdy na nartach.
W ślizgowe właściwości są także w regionach arktycznych do przemieszczania i transportu przez sanki lub skutera .
Pozwala podczas topienia dobrze i skuteczniej zasilać wody gruntowe niż deszcz, ponieważ ten ostatni często spływa lub jest wchłaniany przez rośliny.
Śnieg zakłóca ruch pojazdów , zwłaszcza gdy pada w nietypowych miejscach. We Francji drogi są podzielone na cztery poziomy priorytetów, przy czym drogi poziomu 1 są obsługiwane 24 godziny na dobę, jeśli to konieczne. Leczenie profilaktyczne możliwe jest poprzez rozprowadzanie solanki . Zabieg leczniczy polega na skrobaniu, a następnie soleniu. Ilość soli jest ograniczona ze względu na generowane zanieczyszczenia . Ta solanka ma również tendencję do sprzyjania korozji pojazdów. Do odśnieżania dróg używamy pługu śnieżnego .
Zimą wiele przełęczy jest mniej lub bardziej trwale zamkniętych dla ruchu lub ograniczonych do pojazdów wyposażonych w łańcuchy śnieżne . Najwyższe przełęcze mają zaplanowane coroczne zamknięcie.
W niektórych miejscach każdy jest zobowiązany do oczyszczenia chodnika przed domem, albo dlatego, że opady śniegu są tam rzadkie i w związku z tym w mieście brakuje sprzętu, jak w Vancouver , albo aby upodmiotowić ludzi. poślizg i upadek pieszego .
W przypadku nietypowego wypoziomowania ciężar śniegu może doprowadzić do przeciążenia niektórych konstrukcji. Te kable i słupy energetyczne mogą zostać uszkodzone przez nagromadzenie lepkim śniegu, powodując przerwy w dostawie prądu. W tym przypadku waga może przekroczyć 20 kg/m przewodu elektrycznego, podczas gdy zwykła masa waha się od 100 g do 5 kg/m przewodu elektrycznego.
W Quebecu iw kilku regionach Kanady zima 2007-2008 przejdzie do historii jako jeden z rekordów śnieżnych. Najbardziej spektakularnym przykładem jest Quebec City, które otrzyma 558 cm śniegu, podczas gdy średnia ilość śniegu otrzymana zimą to 316 cm . Jednak położone dalej na północ miasto Sept-Îles uzyskało rekord 762 cm zimą 1968-1969.
Pług śnieżny w Quebec City .
Obfity śnieg w Quebecu zimą 2007-2008 powodował problemy z odśnieżaniem i tworzył znaczne nagromadzenia przed domami.
Śnieg na parkingu oświetlonym lampami sodowymi w Lysekil w Szwecji.
Śnieg odgrywa ważną rolę klimatyczną ze względu na swoje albedo i miejsce w obiegu wody. Gdy warstwa jest gruba i trwała, ogranicza możliwości żerowania wielu gatunków. Ponadto ich widoczne ślady ułatwiają polowanie. We Francji przy śnieżnej pogodzie polowanie na małą, osiadłą zwierzynę jest teoretycznie zabronione. W praktyce czasami trudno jest odróżnić małe ptaki wędrowne od ptaków osiadłych.
Zimą z wody wyłania się gatunek jętki , który można zobaczyć na śniegu. Jest to być może opłacalna strategia utrzymana przez ewolucję i dobór naturalny, pozwalająca owadom na pojawienie się i złożenie jaj w czasie, gdy jego zwykłe drapieżniki (zwłaszcza ptaki i owadożerne nietoperze) są nieobecne lub śpią.
Wpływ soli drogowej na środowisko jest wciąż słabo poznany, ale a priori nabiera znaczenia.
Czarny śnieg to czernienie czap lodowych , warstw śniegu, lodowców i paku lodowego z powodu cząstek sadzy . Cząsteczki sadzy są emitowane w wyniku niepełnego spalania paliw kopalnych i biomasy .
W luty 2019, region Kouzbass był pokryty czarnym śniegiem. Mieszkańcy miast Kisseliovsk , Leninsk -Kuznetsky i Prokopievsk , których oczekiwana długość życia jest o 3-4 lata krótsza niż średnia krajowa w Rosji, winią za to zjawisko pył węglowy .
W 2019 roku badanie próbek pobranych w Cieśninie Fram na Grenlandii , w Alpach Szwajcarskich oraz w Bremie w latach 2015-2017 ujawniło obecność mikroplastiku w próbkach śniegu/lodu. Stężenia były znacznie niższe w Arktyce, ale nadal znaczące. Wydaje się, że cząstki te były przenoszone drogą powietrzną przez wiatr i/lub opady .
W Unicode w tabeli „casseau” znajduje się kilka symboli związanych ze śniegiem :
„Największe opady śniegu w miesiącu kalendarzowym miały miejsce w Tamarack w Kalifornii w styczniu 1911-390 cali. "