Загадочный снежный покров

• 5 июня 2019

Загадочный снежный покров

 

Введение .......................................................................... …..стр.3

§1.Что такое снежинки, снег, град и лед? …………………………………стр.4

§2. Виды снега ………………………………………………………………стр.5

§3. Снежинки ....................................................................... ..стр.6

§4. Свойства снега и маленькие опыты .............................. стр.7

Заключение ............................................................................ стр.9

Список литературы ............................................................. стр.10

Приложения ......................................................................... стр.11

 

 

 

 

Введение

«Миллионы снежинок кружатся, вертятся и все вместе напоминают накатывающие белые волны. Неужели среди них действительно нет одинаковых?»

 

Лорен Оливер

 

Для людей, которые живут в холодных странах, снег – обыденность. Но если приглядеться, то можно увидеть, что снег прекрасен! Снежинки создают ощущение праздника, сказки. Как можно представить Рождество и Новый год без снега? Без переливающихся разными цветами снежинок, которые блестят в ночи под фонарями?

Вспомним сказку – «Снежная Королева», каждый читал ее. И если нас спросят о снежном царстве, то мы непременно вспомним описание замка Снежной Королевы, и ее снежные сани, которые были сделаны из снежинок.

Издавна люди интересовались вопросами природы: почему идет дождь, светит солнце, с неба падает снег, сменяются времена года… На планете Земля в круговороте влаги, от которого зависит существование всего живого, снег играет определяющую роль. Без него нарушилось бы существующее состояние ледников, и Земля бы превратилась в пустыню. Снег необходим нам для поддержания гармонии нашей природы. Для защиты посевов от холода. Весной снег дает снеговые воды и поит землю влагой. В суровые и холодные зимы в снег прячутся птицы: рябчики, куропатки, глухари; прячутся мыши. Залегают в спячку медведи и барсуки. От холода в снег укрываются зайцы. Кроме того снег – это чудо для детей и взрослых. Снег важен просто потому, что он очень красивый. Поэтому я выбрал для своего проекта исследование снежинок и снега.

Актуальность данной темы состоит в том, что снег играет одну из главных ролей в нашей жизни и в жизни нашей планеты. Снег – это одно из состояний воды. И она создает благоприятные условия для жизни растений, животных и микроорганизмов. Под влиянием солнечного тепла некоторая часть воды испаряется, и водяной пар, охлаждаясь в воздухе, превращается в капли. Он впитывает в себя различные выбросы, к примеру, газообразные, превращаясь, таким образом, в кислую или щелочную среду. И в таком виде выпадает в форме дождя или снега, о чем и пойдет далее речь, на землю. Следовательно, я могу сказать, что исследования на тему, выбранную мной, очень важны и всегда будут являться актуальными. А благодаря новейшим технологиям, исследования могут проводиться на более высоком уровне, с применением необходимой техники и научных и теоретических исследований, проведенных ранее, учитывая собранную ранее информацию.

 

 

Объект исследования: снежинки, снег.

 

Предмет исследования: зима, снежный покров земли.

 

Цель работы: выяснить, что такое снег, снежинки, их свойства и разновидности.

 

Задачи исследования:

1. Изучить внешний вид и свойства снега;
2. Изучить разновидности снега;
3. Выяснить, какую пользу снег приносит окружающей среде.

 

Методы исследования:

1. Изучение литературы по данной теме;
2. Метод наблюдения;
3. Метод опытов.

§1. Что такое снежинки, снег, град и лёд?

Снежинка – это снежный или ледяной кристалл, звездчатый многогранник, чаще всего в форме шести лучевых звездочек или шестиугольных пластинок.

Снег – твердые атмосферные осадки, состоящие из ледяных кристаллов разной формы – снежинок, в основном шестиугольных пластинок и шести лучевых звездочек; выпадает из облаков при температуре воздуха ниже 0 ̊ С.

Град – атмосферные осадки в виде частичек льда неправильной формы; выпадает в теплое время года, обычно вместе с ливневым дождем, при грозе.

Лёд - вода в замерзшем, затвердевшем состоянии, кристаллическое бесцветное, прозрачное вещество.

Иней - очень холодные и маленькие капли воды (обычно, туман), которые быстро замерзают, прикасаясь к чему-либо. Как пример можно рассматривать иней на больших снежинках.

Снежинки имеют совершенно различные и причудливые формы, которые с давних времен привлекали внимание человечества. Их форма и размер зависят от вида облаков и их высоты, от температуры слоев атмосферы, которые пришлось пересечь снежинкам перед тем, как упасть на землю.

 

 

Рождение снежинок

Рождение снежинок – это процесс, когда крошечные капли воды соединяются в облаках с такими же маленькими пылевыми частичками и замерзают. Затем миллиметровые кристаллики льда падают вниз и постепенно вырастают, вследствие соединения множества маленьких частиц в большие (конденсация). После чего образуются шестиконечные снежинки.  В снежинках из-за особой структуры молекул воды возможны углы лишь в 60° и 120°. Эти кристаллы в процессе формирования неоднократно вертикально перемещаются в атмосфере, частично тают и кристаллизуются заново. Из-за этого нарушается регулярность правильных кристаллов, и образуются смешанные формы. При этом возникает такое геометрическое разнообразие, что очень сложно увидеть две идентичные снежинки.

Передвигаясь вверх и вниз в облаке, снежинка попадает в условия с разной температурой и концентрацией водяного пара. Ее форма меняется. Так снежинки становятся разными. Путь, который снежинки проходят до земли у каждой свой, в среднем снежинка падает со скоростью 0,9 км/час. А значит, у каждой - своя история и своя окончательная форма. Образующий снежинку лед прозрачный, и когда их много, солнечный свет, отражаясь и рассеиваясь, создает впечатление белой непрозрачной массы, которая называется снегом.

Основа для формирования снежинки, её крошечное ядро - это ледяные или инородные пылинки в тучах. Молекулы воды, хаотично перемещающиеся в виде водяного пара, проходят через облака, вместе с температурой они теряют и скорость. Все больше и больше шестиугольных молекул воды присоединяется к растущей снежинке в определенных местах, придавая ей отчетливую форму. При этом выпуклые участки снежинки растут быстрее. Так, из первоначально шестигранной пластинки вырастает шести лучевая звездочка. Из-за различного соотношения тепла и влаги кристаллы, которые в принципе должны быть одинаковыми, приобретают различную форму. Сталкиваясь на своем пути с переохлажденными мелкими капельками, снежинка упрощается по форме, сохраняя при этом симметрию.

Первые исследования снега были сделаны Иоганном Кеплером в 1611 году, и в этом же году он написал свой трактат «О шестиугольных снежинках», в котором описал чудеса форм снежинок на основе геометрии. В 1635 году еще одного ученого заинтересовала форма снежинок, французского философа и математика Рене Декарта. В его трудах так же присутствует работа о снежинках под названием «Опыт о метеорах» или просто «Метеоры». К слову, первая фотография снежинки была сделала под микроскопом американским фермером Уилсоном Бентли (Wilson A. Bentley), которого звали по прозвищу – Снежинка. За свою жизнь он сделал не мало фотографий снежинок, что позволило на основе его работ доказать, что не существует абсолютно одинаковых снежинок.

Еще раз повторим, как зарождаются снежинки:

• Снежинки зарождаются в облаках, конденсируясь из водяных паров в виде крохотных капелек;
• Капельки остывают до температуры ниже 0 ̊С, но не замерзают;
• Витающие в воздухе пылинки способствуют их превращению в снег, пылинки становятся центром кристаллизации;
• К ядру кристалла в строго определенных местах присоединяются другие молекулы воды, «сооружая» снежинки шестигранной формы;
• При приближении к Земле, они притягивают к себе все новые капли, постепенно увеличиваясь в размерах;
• Когда снежинки достигают критической массы, они падают на землю;
• Форма снежинок зависит от температуры окружающего их воздуха. Но снежные хлопья, приближаясь к земле, проходят через множество слоев воздуха в атмосфере с различной температурой.

§2. Виды снега

1. Пухляк (порошок).

Пухляк - это недавно выпавший, нетронутый мягкий снег. Порошок, маленькие снежинки и кристаллы формируют мягкие и гладкие поверхности в горах. Скольжение по такому снегу оставляет ощущение, будто паришь в невесомости. Пухляк часто спрессовывается в толстые слои, которые формируют настоящие подушки для падений.
Большинство сноубордистов считают пухляк самой лучшей поверхностью для катания, особенно потому, что он не травмирует при падениях, как жесткий слежавшийся снег. Глубокая пудра - самый лучший снег для экспериментов, новых трюков и увеличения скорости.

1. Наст.

Наст - это корка твердого снега, накрывающая мягкий снег. Наст формируется под влиянием солнца и ветра, которые плавят верхний слой пухляка, а затем холодный воздух замораживает его обратно. Во время такого снега можно оставлять четкие отпечатки в снегу.

1. Мокрый снег.

Если температура поднимается выше нуля, снег начинает таять и наполняется водой. Отдельные снежные кристаллы сцепляются в комки. Это самое подходящее время для создания скульптур, лепки снеговика, а так же горок и снежных крепостей.

 

§3. Снежинки

Можно ли представить зиму без снега, без снежинок? Совсем нет. Снежинки летят вниз, переливаясь в свете фонарей. Это одно из самых красивых явлений, которые мы можем видеть в это время года. Это маленькое чудо, которые хранит в себе много секретов и тайн.

Снежинки – это ледяные кристаллы. Они образуются в облаках при температуре -20-40 градусов. Вначале их диаметр не превышает 0,1 миллиметра, потом под действием воздушных потоков кристаллики опускаются внутри облака, подтаивают и слипаются друг с другом. Затем они поднимаются и вновь замерзают. При этом растут они благодаря влаге из воздуха. Когда кристаллы становятся слишком большими и тяжелыми, они покидают облако. Но до земли они долетают в виде снега, только если температура ниже нуля. Если же температура выше, снежинки испаряются и превращаются в водяной пар, который снова поднимается вверх. Или же эти кристаллы тают и падают на землю в виде дождя или крупы. А иногда бывает так, что на крыше высотного здания идет снег, а на улице — уже дождь. Четкие грани льдинок имеют совершенную форму шестиугольника, а точка в самом центре как бы говорит о том, будто ее сделали при помощи циркуля.

Каждый замечал, что снежинки никогда не бывают одинаковыми. В 1885 году фермер Уилсон Бентли в своих работах доказал, что каждая снежинка уникальна. Это был первый человек, которому удалось сделать первую фотографию снежинки под микроскопом.

Форма снежинок зависит от множества факторов. Снежинка – это множество кристалликов льда, которые имеют форму иголочек, призм, пластинок или шестиугольников. Молекулы воды состоят из двух атомов водорода, одного атома кислорода и поэтому снежинки образуются только в трех и шестигранные фигуры.

Вид снежинок зависит от содержания воды в том облаке, где она зародилась, температуры воздуха, высоты над уровнем моря. Даже если и «родились» две одинаковые снежинки, им предстоит путь до земли со скоростью приблизительно 1 км/ч. Они попадают в разные температурные условия и до земли долетают с совершенно разным узором, но обязательно шестиугольной формы.

Получается, что снежинка – это кристалл, и она должна быть прозрачной, но причина тому – воздух, а точнее 95% воздуха, который содержится в снежинке. Свет отражается на поверхностях между кристалликами и воздухом и рассеивается. Благодаря воздуху снежинки очень легкие. И поэтому во время снежных заносов люди и животные могут дышать под снегом в течение очень долгого времени.

Интересное замечание: самая большая снежинка упала на землю в 1887 году в США штат Монтано. Диаметр снежинки был больше 38 см.

 

 

§4. Свойства снега и маленькие опыты

Снег – белый. Но в арктических и горных регионах он бывает розовым, красным, голубым и черным. Это происходит из-за подкрашивания снега бактериями, грибками и организмами, живущими между кристаллами, а так же пылью, которая содержится в воздухе.

Снег имеет белый цвет, потому что свет, проникая в мелкие кусочки прозрачного льда, не проходит сквозь них, а отражается внутрь на границах воздуха и льдинок. Поэтому снег и воспринимается как белый. Следовательно, можно сделать вывод, что причина белого цвета снега – это его раздробленность. Если промежутки между снежинками заполнить водой, то снег теряет белый цвет и становится совсем прозрачным. Можно сделать опыт: необходимо насыпать снег в банку и налить в нее воды, и снег сразу же станет бесцветным, прозрачным. Это одно из свойств снега. 

Следующим свойством снега является то, что снег скользкий. Каждый знает, что зимой катаются на санках, но не каждый задумывался почему. Путь по снегу быстр, прост и удобен. Чтобы передвигаться на санях, кататься на лыжах, не нужно затрачивать много усилий. Снег скользкий потому, что при давлении и трении полозьев саней или лыж поверхностные частички снежного покрова тают, и появляется пленка воды, которая служит «смазкой». Поэтому свойство снега скользить зависит от температуры снега и от скорости перемещения.

Третье свойство снега – скрипучесть. Снег скрипит только в сильный мороз. И чем сильнее мороз, тем громче скрипит снег. Скрип снега – это шум, от раздавливаемых мельчайших кристалликов снега. При сдавливании снег издает звук, который напоминает скрип или хруст. Этот звук возникает, допустим, при ходьбе по снегу или когда лепишь снежки. 

Четвертое свойство снега. Если раскопать снег лопаткой, то можно увидеть ростки травы. Так же мы знаем, что в снег от холода прячутся на зиму животные: зайчики, мыши, бурундуки… На речке зимой рыбаки ловят рыбу. И почему все живое под снегом и льдом не умирает зимой? Потому что подо льдом плюсовая температура. Снег нужен растениям, корням, семенам для сохранения. Снег пускай и не греет, зато не сохраняет тепло, не дает замерзнуть. Можно сделать вывод: раз снег сохраняет тепло, значит, он играет важную роль для животных и растений. Этим же свойством снега пользуются эскимосы. Все мы знаем, что они строят себе снежные жилища – иглу.

Свойства снега играют большую роль для животных и растений. Некоторые свойство снега используются животными: его рыхлость и непрозрачность. Зимой снег покрывает луга и поля. И красивое снежное одеяло, которые мы обычно видим в это время года, не дает исчезнуть хлебным посевам и многолетним травам. А весной, когда снег тает, он увлажняет почву. 

Пятое свойство снега, самое приятное свойство – развлечение. Все: дети, подростки и взрослые играют в снежки, катаются на санках, коньках, лыжах, играют в хоккей, катаются на ледянках, а так же строят ледяные замки, горки, делают произведения искусства. Следовательно, снег играет большую роль в жизни людей, еще и потому что зима в России длится длиннее, чем где бы то ни было.

Список  литературы

1. Советский энциклопедический словарь/ Гл. ред. А. М. Прохоров. – 3-е изд. – М.: Сов. энциклопедия, 1985. – 1600с., ил.
2. http://divmir.ru/etot-udivitelniy-mir/sneg-lezhit-letyat-snezhinki
3. http://limej.ru/index.php/stat/118-stat/10550-sneg.html
4. http://www.klass883.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=128:2010-12-18-20-26-06&catid=17:2010-10-27-18-23-57&Itemid=10
5. 1001 вопрос и ответ. Большая книга знаний/ Пер. с франц. О. В. Ивановой, - М.: Мир книги, 2004. – 440 с., ил.