Поиск по сайту

Раздел: Атмосферный лед

вернуться в раздел

Атмосферный лед. Основные сведения

Атмосферный лед - ледяные частицы, взвешенные в атмосфере или выпадающие на земную поверхность (твердые осадки), а также ледяные кристаллы или аморфный налет, образующийся на земной поверхности, на поверхности наземных предметов и на лететельных аппаратах в воздухе.
Образование кристаллов льда в атмосфере

Нагреваемые у земной поверхности воздушные массы насыщаются водяными парами и поднимаются вверх, постепенно охлаждаясь. При определенной температуре влажность воздуха достигает предельной насыщенности, дальнейшее понижение температуры приводит к тому, что воздух становится перенасыщенным. Излишки водяных паров конденсируются в виде мельчайших капель, которые в зависимости от конкретных термодинамических условий могут исчезать, расти или замерзать, превращаясь в кристаллики льда. Зародыши кристаллов льда растут вследствие конденсации на их поверхности паров воды из окружающего воздуха и замерзания этой влаги. Скорость роста кристаллов тем больше, чем ниже температура облака, в котором зарождаются эти кристаллы. Утяжеленные кристаллы льда начинают падать и при этом обрастают дополнительным слоем льда вследствие замерзания капель воды, которые они встречают на своем пути. Заметное падение кристаллов льда в атмосфере начинается при достижении ими размера около 50 мкм.


Кристаллы образующегося в атмосфере льда разнообразны по своей форме: звездочки, пластинки, иглы, призмы, пирамиды, столбики и комбинированные фигуры. Их форма определяется комплексом термодинамических условий в зависимости от вида облаков и высоты их положения, температуры и влажности воздуха, направления и скорости движения воздушных потоков.

По условиям формирования снежинок тропосферу можно разделить на следующие три зоны.


  • Нижняя тропосфера - зона слоисто-дождевых облаков. Здесь наблюдается большая абсолютная влажность воздуха с температурой от 0 до -15°С при малом пересыщении по отношению ко льду. В этих условиях развиваются пластинчатые скелетные формы снежинок - звездочки и пластинки.

  • Средняя тропосфера - зона высокослоистых и высококучевых облаков. Температура воздуха от -15°С до 30°С, влажность средняя. Условия благоприятны для роста сплошных кристаллов - толстых пластинок и призм.

  • Высокая тропосфера - зона перистых облаков. Температура ниже -30°С, абсолютная влажность малая. При большом пересыщении (в конвективных перистых облаках) развиваются кристаллы в виде полых призм. При среднем пересыщении (перисто-слоистые облака) растут одиночные сплошные кристаллы.

  • Во время падения снежинки проходят через слои воздуха с различными температурно-влажностными условиями, конечная форма кристаллов при достижении земли является результатом сложного взаимодействия их с окружающей средой на всем пути их падения.
    Классификация снежинок
    Форма и размеры достигающих земной поверхности частиц твердых осадков зависят от термодинамических условий зарождения и роста кристаллов льда в атмосфере и температуры приземных слоев воздуха. В соответствии с международной классификацией различают 10 основных типов снежинок.
  • пластинки - тонкие плоские кристаллы шестиугольной формы с максимальным размером 0,1-5 мм;

  • звездчатые кристаллы - тонкие плоские кристаллы в виде дендритовых звезд с лучами. Обычно имеют 6 лучей, иногда встречаются кристаллы с 12 и 18 лучами (сросшиеся звездочки). Средний диаметр звезд 0,5-10 мм, толщина от 5 до 30 мкм. Звезды - наиболее часто наблюдающаяся форма снежинок, выпадающих при небольших морозах;

  • столбики - призматические, или полые пирамиды, пирамиды и комбинации этих форм. Максимальная длина - до нескольких миллиметров, отношение длины к поперечнику от 2 до 4. Выпадают при температуре ниже -20°С;

  • иглы - тонкие цилиндрические кристаллы длиной 0,2-6 мм и диаметром 0,02-0,2 мм и их сростки. Образуются при низкой температуре и "сухости" воздуха;

  • пространственные древовидные кристаллы - сложные кристал¬лы с лучами в виде листьев папоротника, расходящихся по многим направлениям (ежи). Диаметр кристаллов - до нескольких миллиметров;

  • увенчанные столбики ("запонки") - столбики со звездочками или пластинками на концах, а в ряде случаев с дополнительными пластинками в промежуточных положениях перпендикулярно к оси столбика. Возможно срастание нескольких столбиков. Размеры столбиков - до нескольких миллиметров;

  • неправильные кристаллы - частицы, состоящие из нескольких беспорядочно сросшихся кристаллов. Размер частиц - до нескольких миллиметров;

  • крупа - снежные белые мягкие или прозрачные ледяные шарики диаметром 0,5-5 мм;

  • ледяной дождь - прозрачные ледяные шарики, иногда с незамерзающим ядром, диаметром 1-3 мм;

  • град - шаровидные ледяные образования, часто имеющие на поверхности слой прозрачного льда, иногда с острыми выступами или сложной огранкой. Диаметр градин - до 150 мм.


  • В количественном отношении среди выпадающих твердых осадков преобладают пластинчатые и звездчатые снежинки. Отношение толщины таких снежинок к их диаметру составляет примерно 1:50. Размер снежинок тем больше, чем выше температура приземного слоя.
    В безветренную погоду при температуре 0°С снежинки во время падения могут соединяться и выпадать в виде крупных хлопьев. При сильном ветре они сталкиваются в воздухе, крошатся и выпадают в виде обломков.