Метаморфизм таяние-замерзание

Под воздействием солнечной радиации и плюсовых температур в снежном покрове запускается процесс метаморфизма таяния-замерзания.

Тонкие кристаллы более подвержены воздействию и тают быстрее, при этом свободная жидкость перемещается с острых концов кристаллов и граней на плоские и вогнутые поверхности, в полости между кристаллами снега, где при охлаждении и замерзает. Такая миграция воды, образование округлых сцепленных кристаллов приводит к уплотнению снежного покрова, увеличению его плотности и стабильности.

Но в том момент, когда снежный покров нагрет (снег «отпустило»), ситуация полностью противоположная – кристаллы теряют связь между собой, а свободная вода выполняет роль смазки. Весенний «раскисший» снег очень лавиноопасен!

 

Образование поверхностной измороси

Поверхностная изморось образуется, когда над поверхностью холодного снежного покрова оказывается теплый, наполненный влагой воздух. В этот момент влага из воздуха начинает осаждаться на поверхность снега и образует кристаллы поверхностной измороси. Эти кристаллы бывают очень разных размеров – от 0,1 мм до 100 мм, крупные кристаллы выглядят очень красиво — снег искриться и сверкает на солнце, но эта «зимняя сказка» через несколько дней, недель или месяцев может привести к трагедии.

Кристаллы поверхностной измороси образуют очень прочный на сжатие и очень слабый на сдвиг слой (очень похожий по свойством на поставленные вертикально костяшки домино), и как только он скроется под свежим снегом, опасность станет реальной.

Особенностью поверхностной измороси является большой срок существования этого слабого слоя в толще снега. Скрытый в толще снежного покрова слой поверхностной измороси может сохраняться и представлять опасность в течении многих месяцев.

 

 

Образование глубинной измороси

 

Глубинная изморось это кристаллы подвергнувшегося метаморфизму снега, обладающие характерной формой (иглы, «чашки», пирамидки) и структурой (множественные поперечные полосы на кристаллах), но главной особенностью глубинной измороси является экстремально низкая связь между кристалламии, как правило, высокая способность к распространению разрушений.

Под воздействием солнечной радиации и тепла от земной поверхности, учитывая прекрасные теплоизолирующие свойства снега, в толще снежного покрова образуется температурный градиент – у земли температура может значительно превышать температуру на поверхности снега. Обычная температура у земли 0 +2 градуса, а на поверхности, особенно в ночные периоды значительно ниже. Это приводит к образованию направленного движения водяных паров – массопереносу от земли к поверхности снега, из зоны повышенной температуры и влажности в зону низкой температуры и низкой влажности.

Исследования показали, что если градиент (изменение температуры) не превышает 1 градуса на 10 см толщины снежного покрова (слабый градиент), то движение водяных паров происходит медленно и с небольшой интенсивностью. Такое движение приводит к образованию округлых зерен снега, уплотнению и росту стабильности снежного покрова.

Но если градиент сильный – изменение температуры более чем на 1 градус на 10 см толщины снега, то водяные пары двигаются значительно быстрее и интенсивнее. Такое движение водяных паров приводит к образованию граненых кристаллов – «сахарного песка», а при длительном воздействии и глубинной измороси и резкому росту лавинной опасности.

Холодная погода и тонкий слой снежного покрова – вот обычные признаки наличия сильного градиента, предпосылки для образования глубинной измороси и роста лавинной опасности, вызванной образованием глубинной измороси.

Во-первых, в толще снежного покрова, под действием быстро движущихся водяных паров, воздействующих например на слой неплотного снега, образуется слой, состоящий из граненых кристаллов, «чашек» или пирамидок, которые слабо связаны между собой и легко теряют устойчивость при нагрузке.

Во-вторых, снижается плотность и прочность приземного слоя и, как правило, увеличивается плотность поверхностного слоя — образуется «доска».

 

Наст/ветровая корка

Наст это слой состоящий из кристаллов льда или из смеси снежинок и кристаллов льда. Ветровая корка состоит из плотно упакованных ветром небольших снежных кристаллов (обломков). Наст характеризуется высокой прочностью и жесткостью. Слои наста могут образовываться по нескольким причинам: выпадение дождя, солнечная радиация, оттепель и т.д. Наст и ветровые корки представляют опасность по многим причинам — во-первых, по плотному слою, расположенному в толще снежного покрова, легко происходит соскальзывание вышерасположенных слоев, во-вторых, весной, после дождей и оттепелей, свободная вода в снежной толще просачивается вниз и растекается по насту, разрушая слой снега над настом и еще больше облегчая скольжение.

Но главное – слой наста является барьером для движения водяных паров от грунта к поверхности. И даже при слабом температурном градиенте под слоем наста может идти процесс образования образование глубинной измороси. Также надо помнить, что слой наста так как это слой состоящий из кристаллов льда – это очень долгоживущий слой в снежном покрове.

 

Слабые слои

Образование кристаллов глубинной измороси, образование «граненого» снега, слои наста – это некоторые из причин, приводящих к появлению так называемых слабых (или лавиноопасных) слоев. Эти слои отличаются слабыми связями между кристаллами снега, низкой устойчивостью на сдвиг, и именно по ним происходит распространение возмущения и начальное движение лавины. В толще снега слабых слоев может быть несколько, иногда больше десятка. Толщина этих слоев – от считанных миллиметров до десятков сантиметров. Далеко не всегда, при изучении снежного покрова, можно увидеть и различить все слои, часто слабые слои выявляются только по результатам тестов на стабильность снежного покрова.

 

Причины схода лавин

 

Что вызывает сход лавины? Ответ на этот вопрос очень прост: как только сила тяжести, стремящаяся сдвинуть снег вниз по склону, превысит силу, удерживающую снег на склоне, этот снег начнет двигаться. Основная сила, удерживающая снег на склоне, это сила трения между различными слоями снега и между снегом и поверхностью земли. Но также снег обладает еще и значительной прочностью на разрыв, снежный пласт способен выдерживать без разрушения значительные нагрузки (эта прочность определяется силой сцепления между отдельными кристаллами снега). Обычный сценарий образования лавины от линии — снежной доски. Сначала схлопывается/разрушается со сдвигом слабый слой, снежный пласт проседает под собственным весом или под воздействием дополнительной нагрузки вниз по направлению к центру земли. И одновременно происходит разрыв сплошности снежного покрова – просевший участок оконтуривается, «вырезается» трещинами из основного пласта снега и начинает скользить, вовлекая в движение все новые и новые объемы снега.