Почему снежинки разные: познаем окружающий мир

Познаем окружающий мир: откуда берутся снежинки? Почему все снежинки разные? Стихи, сказки, речевые упражнения и веселый познавательный видеоурок для малышей.

Идет последний месяц зимы. И последние недели мы можем полюбоваться на белоснежные пушистые снежинки. А заодно многое узнать о них. Ведь мир природы удивителен! Но свои тайны он открывает только самым любознательным и внимательным. Приятного путешествия в мир снежинок.

Познаем окружающий мир: снежинки

Откуда берется снег?

Наверное, каждый ребенок хотя бы раз задавал взрослым вопрос: «Откуда берется снег? Его что – Дед Мороз приносит?». Пора объяснить малышу, откуда же появляется снег и почему летом идет дождь, а зимой – снег. А может быть, и Вы думаете, что снег и дождь идет из одних и тех же туч? Это не так! Давайте узнаем, как это происходит на самом деле. Для самых маленьких я приготовила интересный мультик с ответом на этот вопрос. А детям постарше кроме мультика предлагаю прочитать рассказ Н. А. Гурьевой «Снег» из книги «Знакомство с природой России». (Я очень советую родителям и педагогам приобрести эту замечательную книгу о природе для детей)

«В снегопад, при тихой безветреной погоде, из облаков на землю падают, точно маленькие парашютики, снежинки. Раньше думали, что снег – это замёрзшие капельки воды и идёт он из тех же туч, что и дождь. Но потом ученые доказали, что снег никогда не рождается из капелек воды. Водяной пар есть в воздухе всегда. Весной, летом и осенью пар превращается в капли дождя, а зимой – в снежинки. Оказывается, водяные пары поднимаются очень высоко над землей, где очень холодно, и из них образуются крошечные кристаллики. Кристаллик растет, потому что к нему присоединяются другие крошечные кристаллики. Потяжелев, этот кристаллик начинает опускаться на землю. Падая, он продолжает расти и превращается в красивую звездочку – снежинку. Подставив варежку, можно поймать снежинку и полюбоваться ее узором. Кажется, что каждая снежинка не похожа на другие, но ученые сумели выделить несколько основных форм снежинок. Им даже дали названия:

• звезда,
• пластинка,
• столбик,
• игла,
• пушинка,
• запонка.

Форма снежинок зависит от погоды.

• В безветреный морозный день снежинки падают медленно. Они крупные, блестящие, похожие на звездочки. Снежинки падают по одной, поэтому их легко рассмотреть.
• При слабом морозе снежинки похожи на снежные шарики – «снежная крупа». А при сильном ветре идет «снежная пыль» , так как ветер обламывает у снежинок лучи и грани.
• Когда нет мороза, падая на землю, снежинки прилепляются друг к другу и образуют «снежные хлопья» . Они крупные и напоминают кусочки ваты».

После чтения рассказа, спросите ребенка:

1. Из чего образуются снежинки?
2. Какие они бывают?
3. Что такое «снежная крупа», «снежная пыль», «снежные хлопья»?

Каждый раз, выходя из дома на прогулку, в магазин, в детский сад или школу, обращайте внимание на погоду и снежинки. Какой сегодня снег? А почему он такой? Вспомните с ребенком, когда он видел снежные хлопья и лепил из них снеговиков. А когда был колючий снег? И почему было так неприятно от него? Что случилось с этими снежинками – почему они вдруг стали колючими? (Ветер обломал у них лучики).

Хотите стать волшебниками и увидеть все превращения снежинок на экране компьютера? Тогда читаем дальше 🙂

Почему все снежинки разные?

Предложите малышу поймать две одинаковые снежинки в рукавичку. Ловите снежинки и рассматривайте их на рукавичке. Можете показать ребенку, как пользоваться лупой при рассматривании снежинок. Не удалось поймать абсолютно одинаковые снежинки? Хотите узнать, почему? Я приглашаю Вас с ребенком на веселый урок в лесную школу. Вместе со сказочными героями ребенок узнает:

• откуда берутся снежинки?
• какие они бывают?
• почему все снежинки разные по форме?
• какой путь проходит снежинка по дороге с неба на землю?
• как невидимка-воздух помогает снежинкам?

В занимательном видеофильме для детей о снежинках ребенок увидит своими глазами, как получаются снежинки и какой большой путь они проходят.

Снежинки получаются из льдинок – как детские постройки получаются из деталей конструктора. Для того чтобы ребенок понял какие маленькие эти льдинки по размеру, сделайте небольшое задание. Покажите малышу линейку и деление в 1 мм. Рассмотрите это деление в 1 мм под увеличительным стеклом. Посчитайте на экране компьютера, сколько таких льдинок умещается в этом маленьком миллиметровом делении линейки!!! Вот какие крохотные эти льдинки! Вспомните с ребенком, как он строил из деталек конструктора дома, машины, самолеты. Детальки он брал маленькие – а постройка получалась большая. Природа тоже умеет строить. Но строит она не дома, а снежинки из необычного ледяного конструктора – из крохотных льдинок!

Речевые упражнения.

Упражнение 1. Я начну, а вы кончайте, хором дружно отвечайте

• Снежинка маленькая, а льдинка еще… (меньше).
• Дерево большое, а дом еще… (больше).
• Облако белое, а снежинка еще … (белее).
• Одеяло пушистое, а снежинка еще… (пушистее).
• Перышко легкое, а снежинка еще… (легче).

Если малыш ошибается, исправьте его. При этом не повторяйте неправильного ответа ребенка! В вашей речи ребенку нужно слышать только правильные слова! А затем предложите подобрать еще слова с этим словом. Например: ребенок сказал «легчее» вместо слова «легче». Тогда придумываем еще вопросы: «Книга легкая, а листок бумаги еще… (легче). Прыгать легко, а бегать еще… (легче). А теперь придумай ты для меня задание». И малыш сочиняет подобное предложение – загадку для Вас, и одновременно упражняется в грамматике русского языка, постигает его законы!

Упражнение 2. Поможем зиме (подбор прилагательных и глаголов к слову «снежинки»)

Для проведения упражнения Вам понадобится вырезать из белой бумаги маленькие кружочки размером примерно 2-3 см и нарисовать на каждом из них одну снежинку. Также нужен будет фон. На фоне мы будем выкладывать из наших кружков – снежинок большой сугроб. Фоном может быть обычный лист цветного картона или картинка. Детям предлагается помочь зиме и сделать из снежинок большой сугроб снега. Но снежинки наши – волшебные. Они могут летать только если скажешь им «волшебное слово». Поэтому правило будет такое – скажи слово и возьми снежинку, а теперь положи ее на картинку чтобы построить сугроб. Как только мы подберем много слов, у нас получится сугроб! Вот обрадуются ему лесные жители!

Задания для игры:

Задание 1. Какой бывает снег/снежинки? Подбирайте слова по очереди с ребенком. Сказали слово – положили снежинку. Теперь очередь ребенка. Он говорит слово и кладет свою снежинку. Так мы вместе строим большой сугроб. Взрослый в игре говорит сложные, мало употребительные слова, ребенок — более распространенные и легкие. Вспомните с малышом и слова из известных стихов о зиме – какими словами в них описываются снежинки? Некоторые стихи Вы найдете в конце статьи.

Примерный словарь для игры:

Снежинки какие? Белые, маленькие, крохотные, легкие, холодные, кружевные, резные, чистые, мокрые, пушистые, красивые, блестящие, сверкающие, лучистые, ослепительные, серебристые, игольчатые, крупные, мелкие, ледяные, нежные, хрупкие.

Снег какой? Легкий, липкий, белый, искристый, серебристый, пушистый, мягкий, холодный, мокрый, чистый, рыхлый, плотный, тяжелый.

Задание 2. Снежинки что делают? (вариант – снег что делает?)

Примерный словарь для игры:

Снежинки падают, летают, кружатся, ложатся снежным ковром на землю, сверкают, блестят, тают, танцуют вальс, порхают.

Снег летит, кружится, скрипит, блестит на солнце, сияет, падает, валит, идет, сыплет, лежит, слепит глаза.

В этой игре ребенок видит наглядный результат своих усилий, своих речевых действий, что для него очень и очень важно! Иначе он быстро потеряет интерес к подбору слов! А вот помогая Деду Морозу или зиме, малыш старается найти как можно больше подходящих слов!

Задание 3. Снег идет. А что еще идет? (Время идет, автобус идет, поезд идет и т.д.) / Кто идет? (Прохожий идет, мама идет, мальчик идет и т.д.). В этом задании малыш познакомится с явлением многозначности слов (термин мы ему не говорим, он просто подбирает слова в задании, прислушивается к ним, познает их значение).

Упражнение 3. Придумай слово

• Снег падает. Это… ? (Снегопад).
• По снегу ходит. Что… ? (Снегоход)
• Катается по снегу. Что… ? (Снегокат)
• Снег убирает машина. Какая…? (Снегоуборочная).
• Белый как снег. Какой…? (Белоснежный).

В этом задании малыш учится образовывать новые слова из известных. Это очень важное умение. Даже если ребенок и ошибется и придумает свои «смешные» слова – это замечательно. Словотворчество и экспериментирование со словами развивает речевые способности малышей. Но обязательно после детского варианта поддержите малыша и скажите ребенку правильный вариант: «Слово, которое ты придумал, могло бы быть в русском языке. Но люди договорились называть это иначе. Мы называем это — … (правильный вариант)».

Стихи о снежинках для детей

Начну с самого моего любимого, трогательного, нежного и завораживающего стихотворения о снежинке. Фрагмент из этого стихотворения можно выучить наизусть с ребенком старшего дошкольного возраста и вспоминать его на прогулке, при рассматривании зимних пейзажей и фотографий.

Снежинка. Константин Бальмонт

Светло-пушистая
Снежинка белая,
Какая чистая,
Какая смелая!

Дорогой бурною
Легко проносится,
Не в высь лазурную —
На землю просится.

Под ветром веющим
Дрожит, взметается,
На нем, лелеющем,
Светло качается.

Его качелями
Она утешена,
С его метелями
Крутится бешено.

В лучах блистающих
Скользит умелая
Средь хлопьев тающих
Сохранно-белая.

Но вот кончается
Дорога дальняя,
Земли касается
Звезда хрустальная.

Лежит пушистая
Снежинка смелая.
Какая чистая,
Какая белая!

Стихотворение – логическая задача «Снежинки». М. Родина

Очень интересное стихотворение – логическая задача для детей. После чтения стихотворения предложите малышу отгадать, кто взял снежинки. А затем прочитайте следующее стихотворение – отгадку.

У сестренки, у Маринки,
На ладошке – две снежинки,
Всем хотела показать,
Глядь – снежинок не видать!
Кто же взял снежинки
У моей Маринки?

Снежинка. Г. Абелян

— Опустись, снежинка,
На мою ладошку:
Кружишься давно ты,
Отдохни немножко.
— Ишь, какая хитрая!
Думаешь, не знаю!
На ладошке теплой
Сразу я растаю!

Желаю всем приятных и интересных последних дней зимы! Надеюсь, что наша встреча была интересной и полезной для Вас и Ваших детей!

Снежинки, уникальные и неповторимые, во все времена интересовали ученых, и некоторые из них посвятили исследованию ледяных кристаллов всю свою жизнь.

Одним из первых ученых, задумавшихся о структуре снега, был немецкий математик и астроном Иоганн Кеплер (1571-1630). В 1611 году он опубликовал короткий трактат «Новогодний подарок, или О шестиугольных снежинках», который можно назвать первой научной работой, посвященной снежинкам.

Поскольку всякий раз, когда начинает идти снег, первые снежинки имеют форму шестиугольной звезды, то на то должна быть определенная причина. Ибо если это случайность, то почему не бывает пятиугольных или семиугольных снежинок, почему всегда падают шестиугольные, если только они от соударений не утрачивают форму, не слипаются во множестве, а падают редко и порознь?

— Иоганн Кеплер, Новогодний подарок, или О шестиугольных снежинках, 1611 (перевод Ю. А. Данилова)

Рене Декарт (1596-1650), французский философ и математик, стал первым, кто подробно описал форму снежинок. Интересно, что в записях Декарта упомянуты даже очень редкие формы ледяных кристаллов, например, увенчанные столбики.

Это были маленькие пластинки льда, плоские, очень гладкие и прозрачные, толщиной примерно с лист плотной бумаги... идеально сложенные в шестиугольники, стороны которых были столь прямыми, а углы столь равными... человеку невозможно создать что-либо подобное.

— Рене Декарт, 1635

Изобретение микроскопа позволило английскому физику Роберту Гуку (1635-1703) опубликовать в 1665 году работу под названием «Микрография», в которой ученый описал все, что мог исследовать с помощью нового инструмента. В издание вошло множество рисунков снежинок, впервые показавших всю сложность и замысловатость снежных кристаллов.

Рисунок из «Микрографии» Роберта Гука

Цитата

Изучая снежинки с помощью микроскопа, я обнаружил... чем сильнее увеличение, тем более несимметричными они кажутся. Но эту несимметричность можно приписать таянию или повреждению во время падения, но никак не дефекту Природы.

— Роберт Гук, Микрография, 1665

Одним из первых известных фотографов снежинок стал Андрей Андреевич Сигсон (1840-1907), российский фотохудожник из Рыбинска. Всего ему удалось сделать фотографии около 200 различных форм ледяных кристаллов. Для этого фотограф использовал специальную технологию: снежинки ловились на сетку из шелковинок, затем с помощью микроскопа увеличивались в 15-24 раза. Чтобы хрупкие кристаллы не растаяли во время фотографирования, Сигсон охлаждал руки и дышал через специальную трубку.

Снежинки Сигсона

Американским же пионером фотографии снежинок стал Уилсон Бентли (1865-1931). За всю жизнь он сделал около 5000 снимков снежинок. 2500 из них были опубликованы в 1931 году в книге «Снежные кристаллы».

Снежинки Бентли, 1902 год

Укихиро Накайя (1900-1962), японский физик — первый ученый, который систематизировал знания о ледяных кристаллах. Накайя не только фотографировал снежинки, но и научился выращивать их в лаборатории. Результатом изысканий ученого стала книга «Снежные кристаллы: природные и искусственные», выпущенная в 1954 году.

Снежные кристаллы — это письма, посланные нам с небес.

— Укихиро Накайя, документальный фильм «Снежные кристаллы», 1939

Так как же формируются снежинки?

Снежинки зарождаются в облаках, где на мельчайших пылевых частицах при отрицательной температуре образуются кристаллики льда. Затем на этих кристаллах нарастают новые, и так далее. Структура молекулы воды обуславливает шестиугольную форму кристалла, между его лучами возможны углы лишь 60° и 120°.

Поскольку в каждый момент времени условия, в которых растет снежинка, хоть минимально, но различаются, то каждый кристалл имеет уникальную форму. При этом все лучи одной снежинки очень похожи, так как кристаллизуются одновременно в очень похожих условиях.

Сколько бывает типов снежинок?

Несмотря на уникальность кристаллов, они все же поддаются классификации. Однако, по мнению американского ученого Кеннета Либбрехта из Калифорнийского технологического института, это непростое занятие, поскольку в какой-то мере это дело вкуса каждого исследователя. Сам Либбрехт выдляет 35 типов снежинок; Укихиро Накайя — 41 а самая сложная классификация предложена метеорологами Магоно и Ли в 1966 году — 80 различных видов снежных кристаллов.

Классификация Укихиро Накайи. U. Nakaya | Snow Crystals: Natural and Artificial (Harvard University Press, 1954)

Впрочем, есть и более простая классификация, разработанная в 1951 году Комиссией снега и льда Международной ассоциации научной гидрологии — всего 7 форм снежных кристаллов и 3 вида замороженных осадков.

Классы снежинок по Международной классификации снега. А. К. Дюнин, В царстве снега, Издательство «Наука», Новосибирск, 1983

1. Пластинки

Самые простые из снежинок — плоские шестиугольные призмы.

Даже невооруженным взглядом рассматривая снежинки, можно заметить, что ни одна из них не повторяет другую. Предполагается, что в одном кубическом метре снега находится 350 миллионов снежинок, каждая из которых уникальна . Не бывает пятиугольный или семиугольных снежинок, все они имеют строго шестиугольную форму (хотя советских художников заставляли рисовать на плакатах пятиконечные снежинки).

Полные идеальной гармонии конструкции снежных кристаллов уже на протяжении многих лет вызывают интерес людей. Еще в 1635 году французский философ и математик Рене Декарт, писал, что снежинки похожи на розочки, лилии и колесики с шестью зубцами.

Великий астроном Иоганн Кеплер в своем трактате "Новогодний дар. О шестиугольных снежинках" объяснил форму кристаллов волей Божьей. Японский ученый Накая Укитиро называл снег "письмом с небес, написанным тайными иероглифами". Он первым создал классификацию снежинок. Именем Накая назван единственный в мире музей снежинок, расположенный на острове Хоккайдо . На рисунке справа - классификация Накая.

Основа для формирования снежинки, её крошечное ядро - это ледяные или инородные пылинки в тучах. Молекулы воды, хаотично перемещающиеся в виде водяного пара, проходят через облака, то вместе с температурой они теряют и скорость. Все больше и больше шестиугольных молекул воды присоединяется к растущей снежинке в определенных местах, придавая ей отчетливую форму. При этом выпуклые участки снежинки растут быстрее. Так, из первоначально шестигранной пластинки вырастает шестилучевая звездочка. Главная особенность, определяющая форму кристалла, - это крепкая связь между молекулами воды, подобная соединению звеньев в цепи . Кроме того, из-за различного соотношения тепла и влаги кристаллы, которые в принципе должны быть одинаковыми, приобретают различную форму. Сталкиваясь на своем пути с переохлажденными мелкими капельками, снежинка упрощается по форме, сохраняя при это симметрию.

Обычная снежинка весит около миллиграмма (очень редко 2-3 миллиграмма, хотя бывают и исключения - самые крупные снежинки выпали 30 апреля 1944 года в Москве. Пойманные на ладонь, они закрывали её почти всю целиком и напоминали страусиные перья).

Миллиарды "невесомых" снежинок способны повлиять даже на скорость вращения Земли. Только в августе, в период наименьшей заснеженности Земли, когда снегом бывает покрыто 8,7% всей поверхности планеты, снежный покров весит 7400 миллиардов тонн. А к концу зимы в северном полушарии масса сезонного снега достигает 13.500 миллиардов тонн. Но снег оказывает влияние на Землю не только своим весом. Снежный покров отражает в космос почти 90% лучистой энергии Солнца. Свободная от снега суша отражает только 10, максимум 20%.

Слой в один сантиметр слежавшегося за зиму снега дает 25-35 кубометров воды на 1 га.

Цвет снега

Снег имеет не чисто-белый, а слегка голубоватый оттенок, известно давно. На картине И. Левитана «Март» тени от деревьев на снегу - не черные, а голубые: их подсвечивает синее весеннее небо. Но снег и сам по себе способен окрашиваться в синий цвет. Чтобы увидеть эту окраску, нужно проделать в чистом снегу узкое отверстие глубиной около метра. Свет, пробившийся через толщу снега возле края этой ямки, будет казаться желтоватым, глубже он становится желтовато-зеленым, голубовато-зеленоватым и, наконец, ярко синим. Отсвет голубого неба здесь ни при чем, и чтобы убедиться в этом, можно провести опыт в пасмурную погоду или заглянуть в отверстие через картонную трубку.

Симметричные неповторяющиеся формы снежинок сильно зависят от температуры. Кстати, сам снег бывает не только белым. В арктических и горных регионах розовый или даже красный снег – обычное явление. Дело в том, что живущие между его кристаллов водоросли окрашивают целые участки снега. Но известны случаи, когда снег падал с неба уже окрашенный – в голубой, зеленый, серый и черный цвета. Так, на Рождество 1969 года в Швеции выпал черный снег. Скорее всего, это произошло из-за того, что снег при падении впитал из атмосферы копоть и промышленные загрязнения. Во всяком случае, лабораторная проверка проб воздуха выявила в черном снеге присутствие инсектицида ДДТ.

В 1955 году около Даны, штат Калифорния, выпал фосфоресцирующий зеленый снег. Жители, рискнувшие попробовать на язык его хлопья, вскоре скончались, а у людей, бравших снег в руки, появились сыпь и сильный зуд. Возникло предположение, что подобные ядовитые осадки явились результатом атомных испытаний в штате Невада. Однако комиссия по расследованию этого происшествия данное предположение отвергла. По сей день происхождение зеленых хлопьев остается тайной.

Цвет льда

Цвет льда зависит от его возраста и может быть использован для оценки его прочности. Океанический лед в первый год своей жизни белый, потому что он насыщен воздушными пузырьками, от стенок которых свет отражается сразу же, не успев поглотиться. Летом поверхность льда тает, теряет прочность, и под тяжестью ложащихся сверху новых слоев пузырьки воздуха сжимаются и исчезают совсем. Свет внутри льда проходит больший путь, чем прежде, и выходит наружу, имея голубовато-зеленый оттенок. Голубой лед старше, плотнее и прочнее белого «пенистого», насыщенного воздухом. Полярные исследователи это знают и выбирают для своих плавучих баз, научных станций и ледовых аэродромов надежные голубые и зеленые льдины.

Бывают черные айсберги. Первое сообщение в печати о них появилось в 1773 г. Черный цвет айсбергов вызван деятельностью вулканов - лёд покрыт толстым слоем вулканической пыли, которая не смывается даже морской водой.

Лед неодинаково холоден. Есть очень холодный лед, с температурой около минус 60 градусов, это лед некоторых антарктических ледников. Намного теплее лед гренландских ледников. Его температура равна примерно минус 28 градусам. Совсем "теплые льды" (с температурой около 0 градусов) лежат на вершинах Альп и Скандинавских гор.

Классификация твёрдых осадков

Снежинки состоят на 95% из воздуха, что обуславливает низкую плотность и сравнительно медленную скорость падения (0,9 км/ч).

Наиболее полная классификация находится в следующей литературе: C. Magono and C. W. Lee, Meteorological Classification of Natural Snow Crystals, Journal of the Faculty of Science, Hokkaido University, 1966.

Класификация 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.

Рисунок справа - Символы: F1-пластинки; F2 - звездочки; F3-столбики; F4 -иголки; F5 -пространственные звездочки; F6 - столбики с пластинками; F7 - кристаллы неопределенной формы; F8 - снежная крупа; F9 - ледяные зерна; F0 - град. Первый столбик - графические символы. (Источник- Международная классификация выпадающих снежных кристаллов).

Звук снега

Скрип снега – это всего лишь шум от раздавливаемых кристалликов. Разумеется, человеческое ухо не может воспринять звук одной "сломанной" снежинки. Но мириады раздавленных кристалликов создают вполне явственный скрип. Скрипит снег лишь в мороз, а тональность скрипа меняется в зависимости от температуры воздуха – чем крепче мороз, тем выше тон скрипа. Ученые произвели акустические измерения и установили, что в спектре скрипа снега есть два пологих и не резко выраженных максимума – в диапазоне 250-400 Гц и 1000-1600 Гц. В большинстве случаев низкочастотный максимум на несколько децибел превышает высокочастотный. Если температура воздуха выше минус 6°C, высокочастотный максимум сглаживается и полностью исчезает. Усиление морозов делает ледяные кристаллики более твердыми и хрупкими. При каждом шаге ледяные иглы ломаются, акустический спектр скрипа смещается в область высоких частот.

На Крайнем Севере снег бывает настолько твердым, что топор при ударе по нему звенит, словно ударили по железу.

Появление снежинки

Очень высоко, в небе, где температура -30, есть скопление капелек воды - облака. В тёплое время года капли воды выпадают в виде дождя, а когда наступает зима, холод замораживает микроскопические капли воды и превращает их в ледяные кристаллики - снежинки. Снежинок так много и все они разные - нет ни одной одинаковой.
Самая крупная когда-либо засвидетельствованная снежинка имела диаметр в 12 см. Обычно же снежинки имеют около 5 мм в диаметре при массе 0,004 г.

Есть даже классификация снежинок по схожему типу:

Призмы - бывают, как 6-угольные пластинки, так и тонкие столбики с 6-угольным сечением. У призм крошечные размеры, их почти не видно невооруженным глазом. Грани призмы, очень часто украшают различные сложные узоры.

Иглы - тонкие и длинные снежные кристаллы, они образуются при температуре примерно -5 градусов.
При рассмотрении они похожи на маленькие светлые волоски.

Дендриты - или древоподобные, имеют ярко выраженные разветвляющиеся тонкие лучи. Чаще это крупные кристаллы, их можно увидеть невооруженным глазом. Максимальный размер дендрита может достигать 30 см в диаметре.

12-лучевые снежинки - иногда столбики с наконечниками формируются с поворотом пластинок относительно друг друга на 30 градусов. Когда из каждой пластинки вырастают лучи, получается кристалл с 12 лучами.

Двойные пластинки - у данного типа, столбики с наконечниками имеют короткую вертикальную часть. Пластинки растут очень быстро, от водяных паров одна из низ заслоняет вторую и в результате вырастает более крупной по размеру.

Полые столбики - внутри столбиков с шестиугольным сечением, бывает образуются полости. Интересно, что форма полостей симметрична относительно центра кристалла. Необходимо большое увеличение, чтобы рассмотреть полочти в маленьких снежинках.

Папоротникообразные дендриты - этот тип один из самых крупных. Ветки звездчатых дендритов вырастают тонкими и очень частыми, в итоге снежинка начинает быть похожей на папоротник.

Пространственные кристаллы - бывает так, что из микроскопической капли начинает расти несколько снежных кристаллов в различных направлениях. И после они могут приобрести сложную форму. Такие сращенные кристаллы могут распадаться на несколько простых снежинок.

Искусственный снег - с помощью специальных снежных пушек, в воздухе распыляют мелкие капли воды, которые в полете замерзают. В результате такие искусственные снежинки похожи на замерзшие капли воды.

Кристаллы неправильной формы - снежные кристаллы зачастую бывают маленькими, несимметричными и сросшимися друг с другом. Чтобы получились красивые симметричные кристаллы, нужно чтобы было удачное стечение многих погодных обстоятельств.

Треугольные кристаллы - такие снежинки формируются при температуре около -2 градусов. На самом деле - это шестиугольные призмы, часть сторон которых значительно короче других. А вот на гранях таких могут вырасти лучи.

Столбики с наконечниками - такие снежинки редко можно увидеть. Кристаллы начинают расти в виде столбиков, но после ветер переносит их в зону с другими погодными условиями, и тогда на их концах начинают расти пластинки.

Звездоподобные снежинки - такие снежинки широко распространены. Это тонкие пластинчатые кристаллы, в виде звезд с шестью лучами. Чаще они украшены симметричными различными узорами. Такие снежинки появляются при —2 °С или при —15 °С.

Пластина с секторами - это звездообразная пластинчатая снежинка, но с особенно заметными рёбрами, которые указывают на углы между смежными гранями призмы.

Кристалл измороси - облака состоят из множества водных капелек, и иногда эти капельки сталкиваются c кристаллами снега и прилипают к ним. Замороженные капельки называют изморосью. На последней фотографии снежинка полностью покрыта изморосью.

Пулеобразные розетки - иногда при образовании кристаллов они могут срастаться и увеличиваться в случайных направлениях. Такие образования легко разламываются на отдельные кристаллы, похожие на пули. Отсюда и такое необычное название.

Сплит пластины-звезды - такие формы снежинок представляют собой двойные пластины, при этом часть одной большой пластины растет вместе с частью другой. У таких снежинок две различные части совмещаются. Обратите внимание, что в каждом случае кристаллы соединяются в центре с короткими осями.

Форма снежинок зависит от температуры:

Ученые установили, что форма снежинок зависит от температуры и влажности воздуха.
Например, тонкие пластины и звезды растут около -2° C, а в колонки и иглы появляются при температуре около -5° C. Пластины и звезды снова появляются при температуре около -15 ° С, а сочетание плит и колонок производится около -30° C.
Кроме того, снежные кристаллы имеют тенденцию к образованию простых форм, когда влажность воздуха низкая, а более сложные формы образуются при более высокой влажности.

Скрип снега или звук снега

Скрип снега - это шум от раздавливаемых кристалликов. Человек не может услышать звук одной ломающейся снежинки. Но миллиарды раздавленных кристалликов человек слышит и это скрип. Скрипит снег лишь в мороз, а громкость скрипа меняется в зависимости от температуры воздуха - чем крепче мороз, тем громче скрип. Усиление морозов делает ледяные кристаллики более твердыми и хрупкими. При каждом шаге ледяные иглы ломаются и мы слышим скрип очень громко.

На Крайнем Севере снег бывает настолько твердым, что топор при ударе по нему звенит, словно ударили по железу.

Когда снежинка падает в воду, то она создает очень высокий звук, невосприимчивый для человека. А вот рыбам этот звук крайне неприятный.

Цвет снега

Белый цвет получается от заключённого в снежинке воздуха. Свет отражается от граней кристалликов и воздуха и после рассеивается.
Сам снег бывает не только белым. В арктических и горных регионах розовый или даже красный снег - это нормальное явление. Это происходит потому что между кристаллами живут водоросли и они окрашивают целые участки снега.

Всю красоту и форму ледяных кристаллов мы можем посмотреть на фотографиях, сделанные с помощью специального фотоаппарата с микроскопом.

Снежинки, уникальные и неповторимые, во все времена интересовали ученых, и некоторые из них посвятили исследованию ледяных кристаллов всю свою жизнь.

Одним из первых ученых, задумавшихся о структуре снега, был немецкий математик и астроном Иоганн Кеплер (1571-1630). В 1611 году он опубликовал короткий трактат «Новогодний подарок, или О шестиугольных снежинках», который можно назвать первой научной работой, посвященной снежинкам.

Поскольку всякий раз, когда начинает идти снег, первые снежинки имеют форму шестиугольной звезды, то на то должна быть определенная причина. Ибо если это случайность, то почему не бывает пятиугольных или семиугольных снежинок, почему всегда падают шестиугольные, если только они от соударений не утрачивают форму, не слипаются во множестве, а падают редко и порознь?

— Иоганн Кеплер, Новогодний подарок, или О шестиугольных снежинках, 1611 (перевод Ю. А. Данилова)

Рене Декарт (1596-1650), французский философ и математик, стал первым, кто подробно описал форму снежинок. Интересно, что в записях Декарта упомянуты даже очень редкие формы ледяных кристаллов, например, увенчанные столбики.

Это были маленькие пластинки льда, плоские, очень гладкие и прозрачные, толщиной примерно с лист плотной бумаги... идеально сложенные в шестиугольники, стороны которых были столь прямыми, а углы столь равными... человеку невозможно создать что-либо подобное.

— Рене Декарт, 1635

Изобретение микроскопа позволило английскому физику Роберту Гуку (1635-1703) опубликовать в 1665 году работу под названием «Микрография», в которой ученый описал все, что мог исследовать с помощью нового инструмента. В издание вошло множество рисунков снежинок, впервые показавших всю сложность и замысловатость снежных кристаллов.

Рисунок из «Микрографии» Роберта Гука

Цитата

Изучая снежинки с помощью микроскопа, я обнаружил... чем сильнее увеличение, тем более несимметричными они кажутся. Но эту несимметричность можно приписать таянию или повреждению во время падения, но никак не дефекту Природы.

— Роберт Гук, Микрография, 1665

Одним из первых известных фотографов снежинок стал Андрей Андреевич Сигсон (1840-1907), российский фотохудожник из Рыбинска. Всего ему удалось сделать фотографии около 200 различных форм ледяных кристаллов. Для этого фотограф использовал специальную технологию: снежинки ловились на сетку из шелковинок, затем с помощью микроскопа увеличивались в 15-24 раза. Чтобы хрупкие кристаллы не растаяли во время фотографирования, Сигсон охлаждал руки и дышал через специальную трубку.

Снежинки Сигсона

Американским же пионером фотографии снежинок стал Уилсон Бентли (1865-1931). За всю жизнь он сделал около 5000 снимков снежинок. 2500 из них были опубликованы в 1931 году в книге «Снежные кристаллы».

Снежинки Бентли, 1902 год

Укихиро Накайя (1900-1962), японский физик — первый ученый, который систематизировал знания о ледяных кристаллах. Накайя не только фотографировал снежинки, но и научился выращивать их в лаборатории. Результатом изысканий ученого стала книга «Снежные кристаллы: природные и искусственные», выпущенная в 1954 году.

Снежные кристаллы — это письма, посланные нам с небес.

— Укихиро Накайя, документальный фильм «Снежные кристаллы», 1939

Так как же формируются снежинки?

Снежинки зарождаются в облаках, где на мельчайших пылевых частицах при отрицательной температуре образуются кристаллики льда. Затем на этих кристаллах нарастают новые, и так далее. Структура молекулы воды обуславливает шестиугольную форму кристалла, между его лучами возможны углы лишь 60° и 120°.

Поскольку в каждый момент времени условия, в которых растет снежинка, хоть минимально, но различаются, то каждый кристалл имеет уникальную форму. При этом все лучи одной снежинки очень похожи, так как кристаллизуются одновременно в очень похожих условиях.

Сколько бывает типов снежинок?

Несмотря на уникальность кристаллов, они все же поддаются классификации. Однако, по мнению американского ученого Кеннета Либбрехта из Калифорнийского технологического института, это непростое занятие, поскольку в какой-то мере это дело вкуса каждого исследователя. Сам Либбрехт выдляет 35 типов снежинок; Укихиро Накайя — 41 а самая сложная классификация предложена метеорологами Магоно и Ли в 1966 году — 80 различных видов снежных кристаллов.

Классификация Укихиро Накайи. U. Nakaya | Snow Crystals: Natural and Artificial (Harvard University Press, 1954)

Впрочем, есть и более простая классификация, разработанная в 1951 году Комиссией снега и льда Международной ассоциации научной гидрологии — всего 7 форм снежных кристаллов и 3 вида замороженных осадков.

Классы снежинок по Международной классификации снега. А. К. Дюнин, В царстве снега, Издательство «Наука», Новосибирск, 1983

1. Пластинки

Самые простые из снежинок — плоские шестиугольные призмы.