Opady atmosferyczne: czym jest i jak się formuje. Z punktu widzenia fizyki powstaje rosa, mróz, deszcz i śnieg.

Świat wokół nas jest niesamowity. Obdarzeni rutyną życia codziennego, rzadko to zauważamy. Szkoda jednak nie wiedzieć, jak powstają rosa, mróz, deszcz i śnieg, ponieważ nawet dzieci w wieku szkolnym znają odpowiedź na to pytanie.

Jak kształtuje się rosa pod względem fizyki?

Tworzenie kropelek wody rano na trawie i roślinach przez długi czas martwiło naukowców. Arystoteles zajmował się tym problemem. Jednak pomysły naukowców na temat tego naturalnego zjawiska aż do XVIII wieku były błędne. Biorąc pod uwagę, jak powstają rosa, mróz, deszcz i śnieg, naukowcy uważali, że jest mniej więcej tak samo. Jednak współczesna nauka mówi nam, że jest to dalekie od przypadku. Aby dowiedzieć się, jak powstaje rosa, najpierw musisz nauczyć się czegoś na temat powietrza. I tym ważnym szczegółem jest to, że zawiera pewną ilość wilgoci. A w ciepłym powietrzu to więcej niż na zimno. Dlatego latem możemy obserwować rosę na liściach roślin i traw. Powietrze styka się z zimną powierzchnią, co prowadzi do kondensacji pewnej ilości zawartej w niej wilgoci. Ponadto temperatura powierzchni musi być poniżej pewnej wartości. Nazywa się to "punktem rosy". Zależy od ciśnienia i innych parametrów.

Rosy czy nie?

W domu możesz spędzić na przykład takie doświadczenie. Konieczne jest wlewanie wody do naczynia szklanego lub metalowego. Następnie musisz dodać do niego lód. Jednak rosa nie tworzy się natychmiast, ale tylko wtedy, gdy naczynie zostanie schłodzone do określonej temperatury. Podobnie w przyrodzie. Wilgotne powietrze styka się z zimną powierzchnią, co prowadzi do tworzenia kropel rosy. Ziemia i ścieżki chłodzą się znacznie mniej niż rośliny, więc nie można ich znaleźć. Ale nie wszystko, co widzimy rano na liściach i trawie, to rosa. Główna część wilgoci jest wydalana przez same rośliny. Proces ten rozpoczyna się po południu w celu ochrony roślin przed gorącymi promieniami słonecznymi. W niektórych rejonach Ziemi rosa spada tak bardzo, że służy do podlewania zwierząt.

O mrozie

To jest inny rodzaj opadów. Na pytanie, jak powstaje szron, fizyka podaje następującą odpowiedź: w procesie desublimacji substancja gazowa (w tym przypadku para wodna) przechodzi w stan stały. Jak powiedzieliśmy, wilgoć jest początkowo obecna w powietrzu. Drzewa pokryte były mrozem, ponieważ po rozmrożeniu wyparowuje, a gdy temperatura spada, wszystko zamiera. Najbardziej odpowiednim miejscem do tworzenia pięknych wzorów jest szorstka powierzchnia o niskim przewodnictwie cieplnym, na przykład drewniana ławka lub otwarta gleba. Mróz zwykle pojawia się w nocy, gdy jest lekki wietrzyk. Przyczynia się to do tego, że wilgoć podczas odparowywania wchodzi w kontakt z różnymi powierzchniami. Zbyt wietrzna pogoda przeciwnie, zapobiega pojawianiu się igieł mrozowych.

Jak śnieg tworzy się z punktu widzenia fizyki?

Bez tego opadu trudno sobie wyobrazić zimę na średnich szerokościach geograficznych. Mówiąc, jak powstają rosa, mróz, deszcz i śnieg, trzeba zrozumieć, że te ostatnie to kryształy lodu. Są wynikiem zamrożenia. para wodna. Chmury zawierają kropelki wody. Gdy zamarzają w niskich temperaturach, powstają małe kryształy lodu. Podczas upadku są przyklejone do siebie pod wpływem wiatru. To wyjaśnia piękny kształt płatków śniegu. Każdy z nich ma zawsze sześć promieni. Kąty między nimi mogą wynosić 60 lub 120 stopni. Taka dokładność jest związana z cechami konstrukcyjnymi cząsteczki wody. Dwa identyczne płatki śniegu nie istnieją. Chrupanie, które słyszymy pod naszymi stopami, mijając pokryte śniegiem ścieżki, spowodowane jest rozbiciem kryształów, które tworzą płatki tego atmosferycznego osadu.

Jaki jest kolor śniegu?

Dzieci uwielbiają zadawać różne pytania na temat otaczającego ich świata. Z biegiem czasu ludzie przestają się zastanawiać nad wszystkim. Jednak odpowiadając na pytanie "jak rosa, szron, deszcz i śnieg", nie można nie zastanawiać się, dlaczego ten ostatni wydaje nam się dokładnie biały, ponieważ woda jest przezroczysta. I tu przychodzi fizyka. Jesteśmy otoczeni przez promieniowanie elektromagnetyczne, którego większość fal jest niedostępna dla nieuzbrojonego oka ludzkiego. Promienie słoneczne zawierają widoczne spektrum, czyli siedem podstawowych kolorów: fioletowy, niebieski, niebieski, zielony, żółty, pomarańczowy i czerwony. Jeśli połączysz je ze sobą, otrzymasz ... biały. Jeśli obiekt absorbuje fale świetlne, widzimy je na czarno. Jeśli w pełni je odzwierciedla, to jest przejrzyste. Na przykład dzieje się tak z lodem lub wodą. Pomarańczowy jest pomarańczowy, ponieważ pochłania wszystkie kolory oprócz tego. Śnieg odzwierciedla całe spektrum widzialne. Dlatego widzi nas tak białych jak słońce. Woda i lód mają gładszą strukturę, więc wydają się przezroczyste. Biorąc pod uwagę kształtowanie się śniegu, z punktu widzenia fizyki, można zrozumieć, że w jego strukturze składa się z zestawu kryształów wody, z których każdy odbija światło pod innym kątem.

Dlaczego pada deszcz?

Łatwo wyjaśnić to zjawisko atmosferyczne z punktu widzenia fizyki. Sam proces jest podobny do powstawania śniegu, z tą tylko różnicą, że pada w wyższej temperaturze. Para wodna wyparowuje i pędzi ku chmurom. Na wysokości temperatury powietrza jest znacznie niższa. Dlatego para zamienia się w kryształy lodu. Następnie wpada w siłę grawitacji. Podczas lotu kryształy spadają pod wpływem ciepłego powietrza i rozmrażania. Kiedy dotrą do powierzchni ziemi, są już kroplami wody. Nazywają się deszczem. Pod wpływem wiatru chmury mogą być transportowane na duże odległości. Czasami podróżują tysiące kilometrów. Jeśli po drodze zderzają się ze sobą chmury, zjednoczą się. Kiedy ich masa staje się zbyt wysoka, zaczyna padać. Co ciekawe, krople mają identyczny kształt. Różnią się tylko wielkością. Są krople, które osiągają nawet średnicę 6 milimetrów. Kiedy zderzają się z ziemią, są zepsute, tworząc wiele mniejszych. Większość opadów można zaobserwować w regionach o gorącym tropikalnym klimacie.

Dlaczego okna się pocą?

Istnieje kilka opcji kondensatu. Na przykład może pojawić się tylko rano lub tylko w sezonie zimowym. Osobno należy wziąć pod uwagę sytuację, gdy woda gromadzi się na parapecie. Lub okno w jednym pokoju poty, aw innych nie występuje. Wygląd kondensatu jest identyczny z procesem powstawania rosy, o czym rozmawialiśmy na początku artykułu.