Задачи исследовательской работы:

Задачи исследовательской работы:

- изучить внешний вид и свойства снега;

- изучить формы снежинок;

- определить чистоту снега;

- определить на сколько сантиметров промерзла почва.

Методы исследовательской работы:

- изучение литературы по данной теме;

- прямые и косвенные наблюдения;

- проведение опытов;

- анализ полученных результатов путем сравнения.

 

1.Снег — форма атмосферных осадков, состоящая из мелких кристаллов льда. Относится к обложным осадкам, выпадающим на земную поверхность.

Снег образуется, когда микроскопические капли воды в облаках притягиваются к пылевым частицам и замерзают. Появляющиеся при этом кристаллы льда, не превышающие поначалу 0,1 мм в диаметре, падают вниз и растут в результате конденсации на них влаги из воздуха. При этом образуются шестиконечные кристаллические формы. Из-за структуры молекул воды между лучами кристалла возможны углы лишь в 60° и 120°. Основной кристалл воды имеет в плоскости форму правильного шестиугольника. На вершинах такого шестиугольника затем осаждаются новые кристаллы, на них — новые, и так получаются разнообразные формы звёздочек-снежинок.

Когда эти кристаллы сформированы, они выпадают в одной из ниже перечисленных форм:

Снежные кристаллы - отдельные ледяные кристаллы, часто с шестигранной симметрией. Формируются непосредственно из воды, содержащейся в воздухе, обычно вокруг мелкой пыли и прочих катализаторов. Типичные размеры кристаллов - несколько миллиметров в диаметре.

Снежинки - наборы снежных кристаллов, свободно сцепленных между собой. Снежинки могут достигать больших размеров (в некоторых случаях - более 10 см в диаметре), когда снег особенно влажный и липкий. Снежинка  содержит до 100 кристаллов, слепленных вместе.

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

Град - большие твердые куски льда.

1.1.Существуют следующие виды снега:

1.2.1. Пухляк - порошок. Это только выпавший, рыхлый, нетронутый снег. Представляет собой подушку, из-за чего падение смягчается.

1.2.2. Жесткий снег. Следующая стадия пухляка, когда он уже укатан и исполосован множеством бороздок. Это значительно усложняет катание. Но можно делать больше трюков.

1.2.3. 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. Если наст достаточно тверд, можно кататься по нему, как по льду. Если же наст мягкий, вы будете пробивать его и разламывать ботинками. Впоследствии, неудачно провалившись, можно так и остаться по пояс в снегу.

1.2.4. Мокрый снег. Когда температура воздуха становится выше нуля, снег начинает таять и наполняется водой. Из-за этого отдельные снежные кристаллы начинают слепляться в комки льда. Движение по такому снегу затруднено.

1.2.5. Лёд. Сноубордисты ненавидят лед так же сильно, как любят пухляк. Этот тип поверхности доставляет наибольшие неприятности. Он полностью противоположен мягкому снегу - жесткий, гладкий и мерзкий. На самом деле, Вы никогда не найдете на склоне настоящий лед. Обычно это твердый снег, несколько раз растаявший и замерзший вновь. Эта форма очень твердого и жесткого снега обычно называется льдом.

Свойства снега.

На поверхности Земли снежинки образуют снежный покров. К концу зимы он достигает более метра толщины и состоит из отдельных слоев снега, которые образовались в разное время и при разных условиях. Поэтому эти слои неодинаковы: плотные и рыхлые, из мелкозернистого либо крупнозернистого снега.

Под воздействием ветров, оттепелей, солнечной радиации на поверхности снежного покрова возникает наст, иногда такой прочный, что выдерживает человека. В то же время внутри снежной толщи нижние слои снега разрыхляются и на границе с почвой образуют горизонт глубинной изморози, состоящий из больших (до 5 мм в поперечнике) полых кристаллов. Снег обладает рядом важных свойств. Снежный покров отражает больше половины лучистой энергии

Солнца, а наиболее чистый свежевыпавший сухой снег — до 90% солнечных лучей. Это охлаждает территории, покрытые снегом. Снежный покров способен излучать тепловую энергию, и поэтому даже то незначительное тепло, которым он обладает, быстро уходит в атмосферу. В то же время снежный покров, плотность которого обычно не превышает 0,3 г/см3, очень мало теплопроводен. Даже незначительный его слой предохраняет почву от глубокого промерзания и создает более благоприятные условия для перезимовки растений. В любое время потоки теплого воздуха могут прорываться в районы, где господствует зима и лежит снег. Снег нагревается от теплого воздуха, но только до 0°. Дальше он начинает таять, и температура его не может подняться выше. А поскольку на таяние нужно во много раз больше тепла, чем на нагревание, то прогревание многоснежных районов тормозится.

Стоит усилиться ветру, как массы снега поднимаются с поверхности — возникает метель. Снег переносится на несколько километров и откладывается в неровностях рельефа — в оврагах и ложбинах, на лесных опушках, на окраинах поселков. Особенно сильные метели бывают в тундре и в степях, где ветры местами сдувают весь снег с поверхности и откладывают его порою там, где это как раз не нужно. Снежные заносы приносят много хлопот на железных дорогах и автомагистралях нашей страны, они мешают жизни в северных городах, нарушают работу промышленных предприятий.

Чтобы бороться с этими вредными явлениями, надо знать законы переноса снега ветром. В нашей стране издавна ведутся исследования метелей, в них принимал участие и крупнейший аэродинамик Н. Е. Жуковский.

От снежных заносов на дорогах ставят специальные щиты или сажают лесные полосы. В некоторых местах снегозадерживающие щиты расставляют прямо на полях, примыкающих к дорогам, это не только предохраняет от снежных заносов, но и сохраняет влагу в почве. Поэтому часто говорят: «Снег на полях — урожай в закромах».

Эта пословица существует неспроста. В странах умеренного пояса, и в том числе на большей части России, весной на реках проходит до половины всего годового стока — вода эта образуется от таяния снежного покрова. Весной талые воды обеспечивают влагой ноля, и от снега во многом зависит судьба посевов. Вот почему одна из главных зимних забот земледельцев — провести снегозадержание, чтобы подольше сохранить на полях влагу. Но чтобы правильнее использовать снежный покров, надо хорошо знать величину снегозапасов.

На большей части территории нашей страны снег лежит 4—5 месяцев в году, а в северных районах — 8—9 месяцев.

Для этого в нашей стране регулярно проводят снегомерные съемки, при которых на определенных маршрутах через равные расстояния измеряют толщину и плотность снежного покрова. Чтобы охватить снегосъемками огромную территорию России, начато измерение снежного покрова с самолета.

2. Снежинка — снежный или ледяной кристалл, чаще всего в форме шестилучевой по концам звёздочек или шестиугольных пластинок.

Во время очень сильных морозов (при температуре ниже −30 °C) ледяные кристаллики выпадают в виде «алмазной пыли» — в этом случае на поверхности земли образуется слой очень пушистого снега, состоящего из тоненьких ледяных иголочек. Обычно же в процессе своего движения внутри ледяного облака ледяные кристаллики растут за счет непосредственного перехода водяного пара в твердую фазу. Как именно происходит этот рост, зависит от внешних условий, в частности от температуры и влажности воздуха. Характер зависимости ученые в общих чертах выявили, однако объяснить его пока не смогли. В одних условиях ледяные шестигранники усиленно растут вдоль своей оси, и тогда образуются снежинки вытянутой формы — снежинки-столбики, снежинки-иглы. В других условиях шестигранники растут преимущественно в направлениях, перпендикулярных к их оси, и тогда образуются снежинки в виде шестиугольных пластинок или шестиугольных звездочек. К падающей снежинке может примерзнуть капелька воды — в результате образуются снежинки неправильной формы.

Классификация снежинок.

В 1951 году Международная Комиссия по Снегу и Льду приняла классификацию твёрдых осадков. Согласно ей все снежные кристаллы можно разделить на следующие группы: звёздчатые дендриты, пластинки, столбцы, иглы, пространственные дендриты, столбцы с наконечником и неправильные формы. К ним добавились еще три вида обледеневших осадков: мелкая снежная крупка, ледяная крупка и град.

Звёздчатые дендриты - кристалл или другое образование, имеющее древовидную, ветвящуюся структуру. Они имеют шесть симметричных основных веток и множество расположенных в произвольном порядке ответвлений. Их размер - 5 мм и более в диаметре, как правило, они плоские и тонкие - всего 0.1 мм.

Пластинки - множество ледяных ребер как будто делят лопасти снежинок на сектора. Как и звёздчатые дендриты, они плоские и тонкие.

Столбики. Хотя плоские, пластинчатые снежинки больше притягивают взгляд, тем не менее самой распространенной формой снежных кристаллов является столбик или колонна. Такие полые столбики могут быть шестигранными, в виде карандаша, заостренные на концах в виде конуса.

Иглы - столбчатые кристаллы, выросшие длинными и тонкими. Иногда внутри них сохраняются полости, а иногда концы расщепляются на несколько веточек.

Пространственные дендриты. Очень интересные конфигурации получаются, когда плоские или столбчатые кристаллики срастаются или спрессовываются, образуя объемные структуры, где каждая веточка расположена в своей плоскости.

Столбики с наконечниками. Изначально такие кристаллы имеют столбчатую форму, но в результате некоторых процессов меняют направление роста, превращаясь в пластинки. Такое может произойти, если, кристалл заносит ветром в зону с другой температурой.

Кристаллы неправильной формы. На долю снежинки может выпасть немало приключений, она может попасть в зону турбулентности и потерять в ней некоторые из своих веточек или разломаться совсем. Обычно таких "покалеченных" снежинок много в сыром снеге, т. е. при относительно высокой температуре, особенно при сильном ветре.

Интересные факты о снеге.

Самая большая снежинка в мире. Снежинки – это скопление множества маленьких кристаллов льда. Большинство снежинок не больше 1 см в ширину. Средняя снежинка сделана из 180 млрд молекул воды, но % снеговой воды зависит от различных факторов. Cогласно Книге Рекордов Гиннеса гигантская снежинка была найдена в Форт Киу, Монтана, 28 января 1887 г. ее ширина составляла 38 см, а толщина 20 см.

У снега есть своя терминология. Лыжники придумали свою терминологию для описания различных видов снега. Например, «пиф-паф», «пюре», «снег-шампанское», «цветная капуста», «липкий снег», «пыль».

Цвет снега. Согласно Государственному Центру информации о снеге и льде, «сложная структура снежных кристаллов преобразовывается в бесчисленное множество мельчайших поверхностей, от которых отражается свет». Устойчивые к холоду водоросли – это крошечные фотосинтетические организмы, растущие на снегу и льду северного полюса и альпийских регионов. Разные виды водорослей могут окрасить снег в разные оттенки. Если в воздухе находится большое количество пыли, примесей или песка, то можно увидеть, как падает розовый, коричневый, оранжевый или красный снег. Оранжевый снег выпал в Сибири в 2007 г, а Краснодар красовался розовым снегом в 2010 г.

Самая длинная зимняя дорога в мире. Дорогу «След Вапуск» строят каждый январь на льду и снегу. Ее длина составляет 700.5 км. Дорога соединяет Гильям, Манитоба, с Пивануком, Онтарио. У «Следа Вапуска» даже есть сертификат Книги Рекордов Гиннеса. Такой тип «временных трасс» играет большую роль в перевозке товаров. Дорога закрывается в марте-апреле.

Человек-снежинка. Человеком, который буквально посвятил свою жизнь изучению снежинок стал Уилсон А. Бентли. Он первый заснял снежные кристаллы на пленку. Известный как «Человек-Снежинка», Бентли сделал более 5000 фотографий снежинок. В 19 веке он получил международное признание за свою работу в сфере микрофотографии. Наследие Бентли включает большую библиотеку журналов, книг, опубликованных статей, а также более 5000 снимков «крошечный чудес красоты», как он часто называл снежинки.

Рекорд снегопада. Больше всего снега за год выпадает на горе Бэйкер, Вашингтон, держит мировой рекорд, здесь в 1998-99 гг выпало 2850 см снега.

Самая большая скульптура из снега. 20 декабря 2007 года на Международном фестивале снежных и ледяных скульптур в Гарбине команда из 600 умелых скульпторов торжественно открыли самую большую в мире скульптуру из снега. Источником вдохновения для потрясающей композиции 200 м в длину и 35 м в высоту стали Олимпийские игры. Этот величественный «пейзаж» стал центральной фигурой на фестивале в провинции Хейлончжанг, одном из самых холодных мест Китая.

Задачи исследовательской работы:

- изучить внешний вид и свойства снега;

- изучить формы снежинок;

- определить чистоту снега;

- определить на сколько сантиметров промерзла почва.

Методы исследовательской работы:

- изучение литературы по данной теме;

- прямые и косвенные наблюдения;

- проведение опытов;

- анализ полученных результатов путем сравнения.

 

1.Снег — форма атмосферных осадков, состоящая из мелких кристаллов льда. Относится к обложным осадкам, выпадающим на земную поверхность.

Снег образуется, когда микроскопические капли воды в облаках притягиваются к пылевым частицам и замерзают. Появляющиеся при этом кристаллы льда, не превышающие поначалу 0,1 мм в диаметре, падают вниз и растут в результате конденсации на них влаги из воздуха. При этом образуются шестиконечные кристаллические формы. Из-за структуры молекул воды между лучами кристалла возможны углы лишь в 60° и 120°. Основной кристалл воды имеет в плоскости форму правильного шестиугольника. На вершинах такого шестиугольника затем осаждаются новые кристаллы, на них — новые, и так получаются разнообразные формы звёздочек-снежинок.

Когда эти кристаллы сформированы, они выпадают в одной из ниже перечисленных форм:

Снежные кристаллы - отдельные ледяные кристаллы, часто с шестигранной симметрией. Формируются непосредственно из воды, содержащейся в воздухе, обычно вокруг мелкой пыли и прочих катализаторов. Типичные размеры кристаллов - несколько миллиметров в диаметре.

Снежинки - наборы снежных кристаллов, свободно сцепленных между собой. Снежинки могут достигать больших размеров (в некоторых случаях - более 10 см в диаметре), когда снег особенно влажный и липкий. Снежинка  содержит до 100 кристаллов, слепленных вместе.

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

Град - большие твердые куски льда.

1.1.Существуют следующие виды снега:

1.2.1. Пухляк - порошок. Это только выпавший, рыхлый, нетронутый снег. Представляет собой подушку, из-за чего падение смягчается.

1.2.2. Жесткий снег. Следующая стадия пухляка, когда он уже укатан и исполосован множеством бороздок. Это значительно усложняет катание. Но можно делать больше трюков.

1.2.3. 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. Если наст достаточно тверд, можно кататься по нему, как по льду. Если же наст мягкий, вы будете пробивать его и разламывать ботинками. Впоследствии, неудачно провалившись, можно так и остаться по пояс в снегу.

1.2.4. Мокрый снег. Когда температура воздуха становится выше нуля, снег начинает таять и наполняется водой. Из-за этого отдельные снежные кристаллы начинают слепляться в комки льда. Движение по такому снегу затруднено.

1.2.5. Лёд. Сноубордисты ненавидят лед так же сильно, как любят пухляк. Этот тип поверхности доставляет наибольшие неприятности. Он полностью противоположен мягкому снегу - жесткий, гладкий и мерзкий. На самом деле, Вы никогда не найдете на склоне настоящий лед. Обычно это твердый снег, несколько раз растаявший и замерзший вновь. Эта форма очень твердого и жесткого снега обычно называется льдом.

Свойства снега.

На поверхности Земли снежинки образуют снежный покров. К концу зимы он достигает более метра толщины и состоит из отдельных слоев снега, которые образовались в разное время и при разных условиях. Поэтому эти слои неодинаковы: плотные и рыхлые, из мелкозернистого либо крупнозернистого снега.

Под воздействием ветров, оттепелей, солнечной радиации на поверхности снежного покрова возникает наст, иногда такой прочный, что выдерживает человека. В то же время внутри снежной толщи нижние слои снега разрыхляются и на границе с почвой образуют горизонт глубинной изморози, состоящий из больших (до 5 мм в поперечнике) полых кристаллов. Снег обладает рядом важных свойств. Снежный покров отражает больше половины лучистой энергии

Солнца, а наиболее чистый свежевыпавший сухой снег — до 90% солнечных лучей. Это охлаждает территории, покрытые снегом. Снежный покров способен излучать тепловую энергию, и поэтому даже то незначительное тепло, которым он обладает, быстро уходит в атмосферу. В то же время снежный покров, плотность которого обычно не превышает 0,3 г/см3, очень мало теплопроводен. Даже незначительный его слой предохраняет почву от глубокого промерзания и создает более благоприятные условия для перезимовки растений. В любое время потоки теплого воздуха могут прорываться в районы, где господствует зима и лежит снег. Снег нагревается от теплого воздуха, но только до 0°. Дальше он начинает таять, и температура его не может подняться выше. А поскольку на таяние нужно во много раз больше тепла, чем на нагревание, то прогревание многоснежных районов тормозится.

Стоит усилиться ветру, как массы снега поднимаются с поверхности — возникает метель. Снег переносится на несколько километров и откладывается в неровностях рельефа — в оврагах и ложбинах, на лесных опушках, на окраинах поселков. Особенно сильные метели бывают в тундре и в степях, где ветры местами сдувают весь снег с поверхности и откладывают его порою там, где это как раз не нужно. Снежные заносы приносят много хлопот на железных дорогах и автомагистралях нашей страны, они мешают жизни в северных городах, нарушают работу промышленных предприятий.

Чтобы бороться с этими вредными явлениями, надо знать законы переноса снега ветром. В нашей стране издавна ведутся исследования метелей, в них принимал участие и крупнейший аэродинамик Н. Е. Жуковский.

От снежных заносов на дорогах ставят специальные щиты или сажают лесные полосы. В некоторых местах снегозадерживающие щиты расставляют прямо на полях, примыкающих к дорогам, это не только предохраняет от снежных заносов, но и сохраняет влагу в почве. Поэтому часто говорят: «Снег на полях — урожай в закромах».

Эта пословица существует неспроста. В странах умеренного пояса, и в том числе на большей части России, весной на реках проходит до половины всего годового стока — вода эта образуется от таяния снежного покрова. Весной талые воды обеспечивают влагой ноля, и от снега во многом зависит судьба посевов. Вот почему одна из главных зимних забот земледельцев — провести снегозадержание, чтобы подольше сохранить на полях влагу. Но чтобы правильнее использовать снежный покров, надо хорошо знать величину снегозапасов.

На большей части территории нашей страны снег лежит 4—5 месяцев в году, а в северных районах — 8—9 месяцев.

Для этого в нашей стране регулярно проводят снегомерные съемки, при которых на определенных маршрутах через равные расстояния измеряют толщину и плотность снежного покрова. Чтобы охватить снегосъемками огромную территорию России, начато измерение снежного покрова с самолета.

2. Снежинка — снежный или ледяной кристалл, чаще всего в форме шестилучевой по концам звёздочек или шестиугольных пластинок.

Во время очень сильных морозов (при температуре ниже −30 °C) ледяные кристаллики выпадают в виде «алмазной пыли» — в этом случае на поверхности земли образуется слой очень пушистого снега, состоящего из тоненьких ледяных иголочек. Обычно же в процессе своего движения внутри ледяного облака ледяные кристаллики растут за счет непосредственного перехода водяного пара в твердую фазу. Как именно происходит этот рост, зависит от внешних условий, в частности от температуры и влажности воздуха. Характер зависимости ученые в общих чертах выявили, однако объяснить его пока не смогли. В одних условиях ледяные шестигранники усиленно растут вдоль своей оси, и тогда образуются снежинки вытянутой формы — снежинки-столбики, снежинки-иглы. В других условиях шестигранники растут преимущественно в направлениях, перпендикулярных к их оси, и тогда образуются снежинки в виде шестиугольных пластинок или шестиугольных звездочек. К падающей снежинке может примерзнуть капелька воды — в результате образуются снежинки неправильной формы.

Классификация снежинок.

В 1951 году Международная Комиссия по Снегу и Льду приняла классификацию твёрдых осадков. Согласно ей все снежные кристаллы можно разделить на следующие группы: звёздчатые дендриты, пластинки, столбцы, иглы, пространственные дендриты, столбцы с наконечником и неправильные формы. К ним добавились еще три вида обледеневших осадков: мелкая снежная крупка, ледяная крупка и град.

Звёздчатые дендриты - кристалл или другое образование, имеющее древовидную, ветвящуюся структуру. Они имеют шесть симметричных основных веток и множество расположенных в произвольном порядке ответвлений. Их размер - 5 мм и более в диаметре, как правило, они плоские и тонкие - всего 0.1 мм.

Пластинки - множество ледяных ребер как будто делят лопасти снежинок на сектора. Как и звёздчатые дендриты, они плоские и тонкие.

Столбики. Хотя плоские, пластинчатые снежинки больше притягивают взгляд, тем не менее самой распространенной формой снежных кристаллов является столбик или колонна. Такие полые столбики могут быть шестигранными, в виде карандаша, заостренные на концах в виде конуса.

Иглы - столбчатые кристаллы, выросшие длинными и тонкими. Иногда внутри них сохраняются полости, а иногда концы расщепляются на несколько веточек.

Пространственные дендриты. Очень интересные конфигурации получаются, когда плоские или столбчатые кристаллики срастаются или спрессовываются, образуя объемные структуры, где каждая веточка расположена в своей плоскости.

Столбики с наконечниками. Изначально такие кристаллы имеют столбчатую форму, но в результате некоторых процессов меняют направление роста, превращаясь в пластинки. Такое может произойти, если, кристалл заносит ветром в зону с другой температурой.

Кристаллы неправильной формы. На долю снежинки может выпасть немало приключений, она может попасть в зону турбулентности и потерять в ней некоторые из своих веточек или разломаться совсем. Обычно таких "покалеченных" снежинок много в сыром снеге, т. е. при относительно высокой температуре, особенно при сильном ветре.