Почему снег хрустит(скрипит) под ногами? Что такое снег и почему он белый.

Снег скрипит. В очень морозную погоду его скрип можно услышать за несколько десятков метров. Чем вызвано это явление? Почему при изменении температуры звуки то усиливаются, то ослабевают?


Оказывается, скрип - следствие особого строения снега, а при повышении/понижении температуры это строение меняется и звуки образуются уже другие.

Снежинки: образование и строение

Снег «складывается» из отдельных снежинок - кристаллических образований, состоящих из замёрзшей воды (около 5 %) и воздуха (около 95 %). Состав определяет их хрупкость, лёгкость и чрезвычайно низкую прочность, а преимущественная доля воздуха - .

Учёными подробно изучен процесс образования снежинок. Испаряющаяся с поверхности Земли вода в виде пара поднимается в атмосферу, там охлаждается и концентрируется в капли, образуя дождевые облака.

При значительном охлаждении микроскопические капли, соприкасаясь с пылевыми частицами, замерзают, образуя кристаллы шестиконечной формы.

Пыль, а также частицы дыма, даже насекомые становятся ядром кристаллизации. Исследователь снега А. Д. Заморский рассказывает о снежинке, в ядре которой оказалась мелкая мошка - вокруг замёрзшего насекомого вырос кристалл.

Шестиконечность основного кристалла снежинки обусловлена особенностью молекулы воды, из-за которой угол между лучиками может быть лишь 120° или 60°. Но каждый из нас, рассматривая снежинку, видел, насколько сложнее и прекраснее её рисунок, чем обычный шестиугольник. Узорчатость вызвана нарастанием на основных лучах других кристаллов, со своими углами.


Встречаются и снежинки неправильной формы. Она сформировалась вследствие постоянного движения снега в воздушных слоях, где он то подтаивает, то снова кристаллизуется, наращивая на деформированные части новые лучи.

В середине ХХ века Комиссией снега и льда, которая является отделом Международной ассоциации научной гидрологии, принята как основополагающая Международная классификация снега. Учёные мужи разделили все снежинки на десять больших групп. Каждую теперь можно было определить в один из классов:

— звёзд, или дендритов;

— пространственных (сложных) дендритов;

— кристаллов неправильных;

— пластин;

— столбиков;

— столбиков увенчанных;

— градин;

— крупки;

— ледяного дождя.

В каждом классе выделены подвиды, например - ломаные кристаллы, сложные частицы из многих кристаллов, частицы в изморози и многие другие.


Недостаток классификации в том, что она не учитывает форму структуру снежных зёрен в снеговом покрове, которая ещё сложнее и разнообразнее.

От чего зависит форма снежного кристалла?

Этим вопросом всю жизнь занимался профессор-исследователь У. Накайя, сотрудник университета Хоккайдо. В начале ХХ века, в 1936 году, в свой крошечной лаборатории ему первому на земле удалось получить искусственную с точки зрения появления снежинку.

В память о «мастере снега» японцами на территории бывшей лаборатории разбит парк, в котором установлен монумент.

Профессор выяснил, что форма снежного кристаллика зависит от содержания влаги в воздухе и его температуры. Так, самые красивые снежинки - звёзды - образуются в узком интервале от -14°С до -17°С.

Все данные получены и многократно подтверждены У. Накайя экспериментальным путём. Теоретического обоснования и интерпретации процесс так и не получил и ждёт своего открытия.

Причины снежного скрипа (хруста)

Легко догадаться из предшествующих пояснений, что скрип снега - это ломающиеся при нажатии кристаллы. Когда мы наступаем на снежинки, то чрезвычайно непрочные их лучи разламываются.

Дополнительный скрип и хруст создаёт трение кристаллов друг о друга. Особенно громко скрипит снег в мороз - 1000–1600 Гц, когда кристаллы приобретают повышенную (для них) твёрдость и хрупкость и лишаются перманентно присутствующей на их поверхности водной смазки - испарения.

С повышением температуры снег подтаивает, испарение усиливается, вода смягчает трение кристаллов, а сами снежинки становятся менее хрупкими - «мягкими». При нажатии они ломаются и сминаются. Звук от разрушения «мягких» кристаллов - в диапазоне 250-400 Гц. При повышении температуры до −6 °C и выше хруст и скрип заметно ослабевают до полного исчезновения.


Если снег слежался или снежинки сплавились в наст, связи между ними становятся намного прочнее, и они способны хрустеть даже при 0°C. Правда, на скрип это похоже мало, скорее - шорох или специфический шум.

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.

А вам дети задавали вопрос: Почему скрипит снег под ногами? Крепкий морозец, свежий снежок и мы идем и наслаждаемся хрустом и скрипом - такой зимней музыкой. Откроем секрет для маленьких почемучек, расскажем отчего скрипит снег под ногами.

Почему снег под ногами скрипит

Если вам ребенок задал такой вопрос, предложите ему разглядеть снежинку на темной варежке. Снежинка - это ажурный кристаллик в который превратилась вода под действием мороза.

Выпал свежий снег - много много кристалликов. Когда мы наступаем ногой на снежинки, то они ломаются, сдавливаются и трутся друг о друга, а от этого происходит такой скрип.

А еще снег скрипит не всегда. Если погода влажная и температура около 0 градусов, снежинки не скрипят. Кристаллы плавятся и превращаются в воду, а значит соответствующего хруста нет.

Говорят, что в сильные морозы снег скрипит сильнее - это действительно так. Кристаллы снежинок при низких температурах становятся более прочными и ломаются с особенным хрустом.

Вот и ответ на вопрос: почему снег скрипит. Но этот ответ только для маленьких почемучек. А вот малышам-романтикам можно рассказать, что снег скрипит, потому что поет свою снежную песенку.

А еще для маленьких почемучек будет интересно то, что при очень низкой температуре в минус 40 градусов снежинки выглядят ледяными иглами - и называют их "алмазной пылью". А еще снег может идти крупными хлопьями и за небольшой промежуток времени такой снег укутывает все в большущие рыхлые сугробы - «снежные облака».

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.