В 1970 году в штате Канзас (США) выпал очень крупный град. Градины достигали размера футбольного мяча.
Почему снег белый?
Снег – это замерзшая вода, а, как мы знаем, лед бесцветный. Почему же снег белый?
Причина в том, что каждая снежинка состоит из большого количества ледяных кристалликов. Но они не гладкие, а с гранями. Отражение света от граней этих кристаллов делает снег белым.
Снег образуется, когда вода, находящаяся в атмосфере в виде пара, замерзает. Из замершего пара получаются чистые, прозрачные кристаллы. Движение воздуха заставляет эти кристаллы летать вверх и вниз.
Двигаясь хаотично, кристаллы соединяются друг с другом или объединяются вокруг крохотных частичек пыли, которые постоянно присутствуют в воздухе. Когда кристаллов собирается достаточно много, они падают на землю в виде снежинок.
Кристаллы, из которых состоят снежинки, организованы определенным образом. Это или шестиконечная звезда, или тонкая пластинка, имеющая форму шестиугольника. Каждый луч шестиконечной звезды в точности похож на другой.
Хотя все лучи одной снежинки похожи друг на друга, едва ли можно встретить две одинаковые снежинки.
Мы считаем, что снег бывает только белым. Но были такие случаи, когда выпадал цветной снег. Один такой случай был описан Чарльзом Дарвином. Во время одной своей экспедиции он заметил, что копыта мулов покрылись красными пятнами, после того как они прошлись по выпавшему снегу. Покраснение снега было вызвано присутствием пыльцы красного цвета, которая находилась в воздухе, когда начал падать снег.
Как образуются ледяные сосульки?
Случалось ли вам задумываться над тем, как образуются ледяные сосульки?
В какую погоду образовались сосульки: в оттепель или в мороз? Если в оттепель, то как могла замерзнуть вода при температуре выше нуля? Если в мороз, то откуда могла взяться вода на крыше?
Вы видите, что вопрос не так прост, как мог показаться сначала. Ледяные сосульки могут образоваться, когда в одно и то же время присутсвуют две температуры: для таяния – выше нуля и для замерзания – ниже нуля.
Снег на склоне крыши тает, потому что солнечные лучи нагревают его до температуры выше нуля, а стекающие капли воды у края крыши замерзают, потому что здесь температура ниже нуля. Оттаявшая вода по крыше стекает и каплями свисает с края крыши. Но под крышей температура ниже нуля, и капля, охлаждаемая к тому же испарением, замерзает. На замерзшую каплю натекает следующая, также замерзающая; затем третья капля, и так далее; постепенно образуется маленький ледяной бугорок. В другой раз при такой же погоде эти ледяные наплывы еще удлиняются, и в результате образуются сосульки, вырастающие наподобие известковых сталактитов в подземных пещерах (о них вы прочтете ниже). Так на крышах возникают сосульки.
Почему зимой на окнах узоры?
Дети, живущие в районах с настоящей холодной зимой, любят рассматривать иней на окнах. Некоторые изображения очень красивы, похожи на сложные рисунки листьев и деревьев.
Для образования инея на окнах, как и на деревьях, траве, нужны определенные условия. Иней образуется из маленьких кристалликов замерзшей воды. Когда воздух, содержащий много влаги, охлаждается до точки замерзания, начинает образовываться иней. Точка замерзания – это 32° по Фаренгейту и 0° по Цельсию.
Когда воздух охлаждается, содержание влаги в нем уменьшается. Избыток воды конденсируется на оконном стекле.
Когда температура опускается ниже 0°С, вода кристаллизуется. Другими словами, кристаллики льда покрывают поверхность воды.
Почему же в мороз на оконном стекле появляются рисунки? С одной стороны, сами кристаллики имеют свою структуру, которая определяет рисунок. Кроме того, царапины на поверхности стекла, частички пыли, воздушные потоки помогают Деду Морозу создавать красивые узоры на окнах.
Что вызывает снежные лавины?
Снежная масса, которая перемещается вниз по склону горы, называется снежной лавиной. Обычно подобный обвал снега начинается внезапно. Его причина в том, что снег начинаеттаять под тяжестью собственного веса или когда температура достигает 0°С. Подтаявший снег начинает скользить по склонам. Но и до этого он становится очень неустойчивым. Поэтому его движение может начаться от крика или неожиданного перемещения животных. Чем круче гора, тем больше риск сползания лавин.
Каждый год живущие в горах люди становятся жертвами лавин. Лавины перемещаются так быстро, что спастись от них практически невозможно. Часто снег захватывает с собой землю и камни, выворачивает деревья. Огромная масса снега, земли и камней вызывает сильные разрушения.
Если лавина состоит из недавно выпавшего мягкого снега, то она называется снежной лавиной. Попавший в лавину человек может быть раздавлен массой снега или искалечен. Огромную помощь в спасении попавших в лавины оказывают собаки. Они могут учуять запах человека сквозь толстый слой снега и раскопать его.
Иногда, в основном весной, целые полотнища снега разламываются и начинают скользить по склонам. Подобное явление называется обвалом.
Чтобы уменьшить риск сползания лавин, существует несколько способов:
1. Люди сажают деревья, чтобы закрепить почву и удержать снег на месте.
2. Прорываются канавы и насыпаются насыпи, чтобы направить лавину туда, где она не может причинить вред.
3. В самых опасных местах забиваются стальные сваи.
Почему в пустыне нет воды?
Что такое пустыня? Пустыня – это такой регион, где возможно существование только особых форм жизни. Во всех пустынях ощущается недостаток влаги, а это значит, что существующие формы жизни должны были приспособиться к тому, чтобы обходиться без воды.
Размеры осадков определяют объемы и виды растительной жизни в регионе. Леса растут там, где достаточно осадков. Травяной покров может существовать и там, где осадков намного меньше. Там, где осадков совсем мало, могут произрастать только отдельные виды растений, характерные для пустынь.
Жаркие пустыни в районе экватора, например Сахара в Африке, расположены в субтропической зоне, там, где опускающийся воздух становится теплее и суше. Земля в этих районах очень сухая, несмотря на близость океана. То же самое можно сказать о пустынях в северо-западной части Африки и на западе Австралии.
Пустыни, расположенные вдали от экватора, образовались из-за их удаленности от океанов и влажных ветров и из-за наличия гор между пустыней и морем. Горные хребты задерживают дождь на своих склонах, обращенных к морю, а их обратные склоны остаются засушливыми.
Это явление называют эффектом «дождевого барьера». Пустыни Центральной Азии расположены за барьером Гималайских гор и Тибета.
Пустыни Большого Бассейна, в западной части США, закрыты от дождей горными хребтами, такими, как Сьерра-Невада.
Пустыни очень различаются по внешнему виду. Там, где достаточно песка, ветры создают песчаные холмы, или дюны. Это песчаные пустыни. Скалистые пустыни состоят в основном из скального грунта, скал, образующих фантастические обрывы и возвышенности, а также неровные равнины. Другие пустыни, например в юго-западной части США, характеризуются наличием бесплодных скал и безводных равнин. Ветры выветривают мельчайшие частицы почвы, и гравий, который остается на поверхности, называют «мостовой пустыни».
В большинстве пустынь существуют различные виды растений и животных. У растений, произрастающих в пустынях, практически отсутствуют листья – для уменьшения испарения влаги из растения. Они могут быть снабжены колючками или шипами, чтобы отпугивать животных. Животные, обитающие в пустынях, могут длительное время обходиться без воды и получать воду из растений или в виде росы.
Как вода превращается в лед?
Если ты наблюдал, как пруд, озеро или река покрываются льдом, ты мог заметить, что сначала льдом покрывается поверхность воды.
А тебе не кажется, что, если пруды, озера и реки замерзали бы со дна, а не наоборот, то многое в нашей жизни выглядело бы по-другому? Изменился бы не только климат Земли, но исчезли бы некоторые существа, живущие в воде!
Посмотрим, как вода в пруду превращается в лед. Когда воздух над прудом охлаждается, он охлаждает и верхний слой воды. Верхний холодный слой воды становится тяжелее, чем теплые нижние слои, и он опускается вниз. Этот процесс продолжается до тех пор, пока вся вода пруда охладится до температуры порядка 4°С.
Но температура воздуха понижается! Когда верхние слои воды охлаждаются до температуры ниже 4°С, они остаются на поверхности. Дело в том, что вода, охлажденная до температуры ниже 4°С, становится легче!
Итак, верхние слои воды готовы к замерзанию. Когда температура остается на уровне точки замерзания, то есть 0°С, или опускается ниже, начинают образовываться мельчайшие кристаллики.
Каждый такой кристалл имеет шесть лучей. Соединяясь, они образуют лед, и вскоре на поверхности воды образуется корочка льда.
Иногда лед прозрачный, иногда – нет. Почему? Дело в том, что при замерзании капелек воды выделяются мельчайшие пузырьки воздуха. Они прилипают к лучам кристаллов льда. Чем больше образуется кристалликов льда, тем больше пузырьков воздуха – вот вам и непрозрачный лед.
Если вода подо льдом движется, воздушные пузырьки собираются вместе, и образуется прозрачный лед.
Вода, как и некоторые другие вещества, не уменьшает своего объема при переходе из жидкого в твердое состояние. Вода при замерзании расширяется на одну девятую своего объема, то есть при замерзании 9 литров воды получается 10 литров твердого льда! Когда зимой лопаются автомобильные радиаторы и водопроводы, это происходит оттого, что вода замерзает и увеличивается в объеме!
Почему лед скользкий?
На гладко натертом полу легче поскользнуться, нежели на обыкновенном. Казалось бы, то же самое должно происходить на льду, то есть гладкий лед должен быть более скользким, нежели лед бугорчатый, шероховатый.