Образуется неравномерный слой кристаллов льда, создающий на стекле тонкий филигранный узор. Иней на окнах — завораживающее зрелище. Ученые объясняют, почему узоры выглядят так изысканно. Зимние узоры на стекле бывают двух видов:
Что такое иней?
С поздней осени до ранней весны частым гостем является иней, который после холодной ясной ночи вызывает хруст под ногами. Если вы занимаетесь садоводством или фермерством, вам необходимо знать о наступлении заморозков. Так что же такое мороз и когда мы можем его увидеть?
Иней — это отложение мягких белых кристаллов льда или замерзших капель росы на предметах у земли; он возникает, когда температура поверхности опускается ниже нуля.
Какие условия делают выпадение иней вероятным?
Образование инея зависит от нескольких факторов, таких как температура, облачность, влажность, ветер, уклон и географическое положение.
Чтобы образовался иней, температура у земли должна быть 0 °C или ниже. В прогнозировании температура ниже 4 °C используется как индикатор образования инея, поскольку температура на уровне земли обычно намного ниже, чем температура воздуха над ней.
Образование инея более вероятно при ясном небе и слабом ветре или его отсутствии, особенно после прохождения холодного фронта. Почему?
- Облачный покров — облака действуют как «одеяло», которое помогает предотвратить утечку дневного тепла в космос в течение ночи. Ясное небо означает, что тепло свободно уходит, что позволяет снизить ночную температуру.
- Ветер перемешивает более холодный воздух у земли с более теплым воздухом над ней. Это замедляет охлаждение у земли.
- Влажность — когда в воздухе есть влага, и вода переходит из парообразного состояния в жидкое, выделяется небольшое количество (скрытого) тепла. Это тепло замедляет скорость охлаждения.
Где и когда может выпадать иней?
Заморозки обычно наступают с поздней осени до ранней весны. На больших высотах период заморозков гораздо длиннее. В некоторых высокогорных районах заморозки могут наблюдаться в любое время года.
Иней образуется на поверхности растений, а также замораживает их внутренние клетки. Эти кристаллы льда могут разрастаться и разрывать нежные ткани растений.
Степень повреждения зависит от силы мороза — как быстро температура опускается до 0 °C и как долго держится ниже этого уровня. Вид растения, сорт, дата посева, питание и стадия роста могут определить степень повреждения морозом.
Мороз также может угрожать безопасности дорожного движения, особенно в ночное время и в районах с низкой высотой над уровнем моря, где может образовываться лед.
Что собой представляет иней
Иней — это атмосферные осадки, тонкий слой кристаллов льда. Объяснение этого физического явления довольно простое: в воздухе всегда есть водяной пар, а когда воздух охлаждается, он теряет способность удерживать влагу. Когда температура за окном падает, кристаллы не образуются в воздухе, а оседают на асфальте, листьях деревьев, автомобилях, крышах и оконных стеклах. Это происходит потому, что окружающие предметы в меньшей степени способны сохранять тепло воздуха.
Цвет льда зависит от чистоты воздуха. Обычно он белого цвета, но может также приобретать розовый или голубой оттенок. Если окружающая среда загрязнена, кристаллы могут стать желтыми, синими или коричневыми. Иней на траве часто выглядит слегка зеленоватым.
Вероятность образования инея ночью гораздо выше, чем днем. Образующиеся кристаллы имеют различный вид в зависимости от температуры, никогда не бывают зернистыми и редко имеют толщину более 2 мм. В Сибири это явление называется куржак.
По такому же принципу летом образуется роса. За ночь она остывает, и утром мы видим, как поры воды оседают на листьях деревьев, цветах и других предметах в округе.
Отличие от твёрдого налёта
Иногда, когда вы думаете, что деревья покрыты инеем, на самом деле на растениях образуется твердый слой. Это атмосферное явление также состоит из кристаллов льда, но отличается от первого явления условиями его образования. Твердый слой льда — это нормальное явление, когда после длительного периода морозов снова становится тепло. Его образованию способствуют ветры, дующие с моря.
Узоры на оконных стеклах
Морозные узоры на оконных стеклах — одно из самых красивых зимних украшений природы. Но как создается эта красота? Иней на окнах образуется так же, как и на других поверхностях — водяной пар в воздухе переходит в жидкое состояние и кристаллизуется на окнах.
Все узоры можно разделить на два типа: Трихомы и дендриты. Первые возникают на стеклах с большим количеством царапин, их волокна имеют разную длину и изогнутую форму. Дендриты растут при нулевой температуре (с последующим понижением температуры) и при высокой влажности; узоры напоминают деревья.
Матовые узоры на стекле столь необычны, потому что они создаются царапинами и неровностями на поверхности материала. Кристаллы льда «сидят» друг на друге в разных слоях и образуют ветреные узоры. Пыль, скапливающаяся на стекле, сквозняки и ветер делают узор необычным. Низкие температуры влияют на форму и размер волокон льда.
Чтобы избавиться от снежных узоров, необходимо выполнить несколько простых условий:
- регулярно проветривать помещение;
- перед началом заморозков необходимо протирать окна нашатырным спиртом;
- обеспечить качественную систему отопления.
Что такое инеевые цветы
Подснежники — это маленькие ледяные кристаллы с рисунком, визуально напоминающим листья или цветы деревьев. Подснежники чаще всего встречаются на рыхлых, теплых почвах и часто украшают реки и озера.
Где и как образуется иней
Происхождение этого явления связано с тем, что на плохо теплопроводящих шероховатых поверхностях, расположенных горизонтально и имеющих температуру ниже температуры окружающей среды, водяной пар переходит непосредственно из газообразного состояния в твердое, не сжижаясь. Другими словами, водяной пар конденсируется и кристаллизуется одновременно. В физике этот процесс называется декомпрессией.
Легкий ветерок поддерживает этот процесс, постоянно обновляя газообразную массу. С другой стороны, сильный ветер препятствует образованию слоя кристаллов льда.
Можно ли увидеть иней в домашних условиях
Если помещение не отапливается, на стенах образуется иней. Это происходит, когда стенки слишком тонкие и промерзают.
Еще один способ увидеть снежинки, образованные водяным паром, в домашних условиях — открыть холодильник.
Очень часто кристаллы появляются на задней стенке, где проходят трубы хладагента. Одной из причин этого явления является испарение влаги из пищи.
Как изготовить морозные кристаллы самостоятельно
Для приготовления покрытия в домашних условиях необходимы следующие материалы:
- маленькие кусочки льда;
- банка (жестяная);
- соль (поваренная).
На дно емкости укладывается колотый лед. Затем добавляется соль, затем колотый лед и снова соль. Действие повторяется несколько раз. Через некоторое время пары воздуха начинают покрывать внешнюю поверхность сосуда кристаллами льда. Таким образом, можно наблюдать переход пара из газообразного состояния в твердое, минуя жидкое состояние.
Роль инея в жизни природы
Иней — это вид твердых осадков, который, как и дождь, относится к круговороту воды. Иней образуется из водяного пара в воздухе и испаряется в облака под воздействием тепла в верхних слоях атмосферы. В этих облаках собираются кристаллы льда и капли, которые перемещаются и затем падают на поверхность нашей планеты.
В свою очередь, иней может таять на траве и обеспечивать почву влагой, которая, достигая корней растений, насыщает их питательными веществами.
Если вода проникает еще глубже в почву, она может соединиться с грунтовыми водами, которые затем попадают в океаны.
Основные отличия инея от твёрдого налёта
Иногда многие путают иней с твердым налетом, который также может покрывать деревья и растительность. Эти два атмосферных явления на самом деле очень похожи, поскольку иней также состоит из кристаллов льда. Однако образование этих осадков по своей сути отличается.
Твердый лед — обычное явление, которое возникает после повышения температуры после длительного похолодания. Его образованию благоприятствуют ветры с моря.
Как образуется
Принцип образования инея на поверхностях с плохой теплопроводящей структурой (горизонтальных и с температурой ниже температуры окружающей среды) довольно прост.
Водяной пар (т.е. вода в газообразном состоянии) застывает. В то же время в этой цепочке отсутствует этап превращения в жидкое состояние. Другими словами, конденсация водяного пара происходит одновременно с образованием кристаллов. В физике эта цепочка процессов называется расширением.
Этот процесс поддерживается легким бризом, который обдувает воздушные массы и позволяет всему постепенно развиваться. Сильные ветры, с другой стороны, только препятствуют образованию кристаллов льда.
Можно ли увидеть иней в домашних условиях
Если помещение в доме не отапливается, при понижении температуры на стенах комнаты может образоваться иней. Это чаще всего происходит в местах, где стены очень тонкие (они могут промерзать).
Однако самый простой способ обнаружить иней в доме — просто открыть холодильник. Он может образоваться на задней стенке (там, где проходят охлаждающие трубы). В этом случае причиной образования инея является влага, испаряющаяся из продуктов.
Еще одно место в доме, где может скапливаться иней, — это неисправный кондиционер. При определенных неисправностях в корпусе кондиционера начинают образовываться «пушистые комки» замерзшего льда.
