A hótakaró jellemzői - absztrakt, 2. oldal
Ábra. 2. A hópelyhek nemzetközi osztályozása
A különböző helyszínek időjárási körülményeitől függően a "hó" kiesik. A balti régióban, valamint a központi régióban gyakran havazik formájában nagy, komplex hópehely, vagy véletlenszerűen intergrown kristálytiszta horgászat - bozontos pehely. 1944-ben Moszkvában a hógolyók 10 cm-re estek át. A maximális átmérője a pehely-regisztrált s több mint 30 cm, súlya: - több mint 500 gramm alacsony hőmérsékleten és nagy szél esik vékony jég tűket, valamint a fragmenseket a rudak vagy más alakzatok. Yakutia-ban az ilyen hó "gyémánt por". A földön egy bolyhos hó réteget képez.
A csapadék, a légkörből kifolyólag, télen is vannak
a Föld felszínén, hóborításban vagy különböző tárgyakban képződő csapadékmennyiség. Fagy, fagy és jég.
Ezen elsõdleges csapadékmennyiségek mellett a hótakaróban a szerkezettel és a fizikai tulajdonságokkal összhangban 3 típus különböztethetõ meg (a GK Tushinsky, 1968 besorolása szerint):
1) friss hó - frissen vagy frissen formázva, hóviharok és hóesés közben.
2) Régi hó - firnizirovanny vagy tömörített hó faj kisebb vagy közepes durva és a futóhomok-hó vagy fagy mélység (laza hó, amely egy üreges serleget kristályok kis rokon, mobil).
3) Fenyő - átmeneti forma hóról jégre. Különböztesse infiltráció firn eredő, amikor újra fagyasztás víz Snow és átkristályosítással eredő metamorfózis hó nélkül folyékony víz. Firn legnagyobb szemcsék lehetnek finom szemcséjű (kevesebb, mint 1 mm), közepes (1-3 mm) és durva (nagyobb, mint 3 mm).
A hó- és hótakaró fizikai-mechanikai tulajdonságai
A hó a szilárd csapadék leggyakoribb típusa. Hópelyhek alkotó alá a hó és a forma hó, jég kristályok inkább lapos különböző formái, elsősorban hexagonális, hexagonális és hat-rayed. A levegőben szabadon eső hópelyhek mérete eléri a 10 mm-t.
A hótakaró a föld felszínén fekvő és hóesés során keletkezett hóréteg. A kompozíció a hótakaró nagyon változatos, van egy réteges szerkezet miatt több okból: időszakos hóesés, hópelyhek saját súlya, szublimáció és szublimációs a hó kristályok, a hatása az időjárási körülmények (napsugárzás, a szél és egyéb légköri csapadék és így tovább.).
Így a hótakaró nem stabil; annak ereje és minden fizikai és mechanikai tulajdonsága folyamatosan változik.
A száraz hótakaró kétfázisú és nedves - egy háromfázisú rendszer, amely jégkristályokat, vizet és levegőt tartalmaz, amely vízgőzt tartalmaz.
Minden hó teljesítménye függ a sűrűsége, de ugyanakkor a hó sűrűsége igen változó, 10-700 kg / m 3 Általánosságban elmondhatjuk: a sűrűség különböző típusú hó, hó sűrűsége a nyitott, sűrűsége hó az erdőben, hóban sűrűség a hó sűrűsége, az olvadó hó sűrűsége.
A hó sűrűsége nagyon heterogén a hótakaró magasságában, és függ az előfordulás időtartamától és mélységétől. Ezért a hótakaró sűrűségét átlagolták.
A nedvesség (víz, vízgőz) jelenléte jelentősen növeli a hó sűrűségét. Az olvadó hó sűrűsége nagy jelentőséggel bír a folyók árvíz előrejelzésében. Megfigyelések azt mutatják, hogy a legtöbb esetben megváltozik elején olvadása 180-350 kg / m 3, a hő olvadási 350 és 450 kg / m 3 végén az olvadási eléri a 600 kg / m 3.
Az erdőben a hó sűrűsége kisebb, mint a nyitott területeken, amit az erdő szélének csökkenése és a téli szárazság alacsonyabb intenzitása magyaráz.
A porozitás a hó jelenléte miatt a nagy mennyiségű közötti hézagok jégkristályok alkotják összekapcsolt pórusokat és átható hótakaró minden irányban.
A hótakaró porozitása szerkezetéhez és változásaihoz kapcsolódik, mivel 98-20% -ra sűrűsödik. A hóolvadás kezdetén (általában 280-300 kg / m3 sűrűség mellett) 73-67%.
A hótakaró levegő áteresztőképességét a benne lévő pórusok jelenléte magyarázza, és a levegővezetés együtthatója jellemzi. Folyékony fázis hiányában a hótakaró lélegző lesz, ha a pórus vagy a kapilláris mérete elegendő a légmolekulák szabad mozgásához. Ennek következtében a légáteresztő képesség koefficiense jelentősen függ a hótakaró szerkezetétől; csökken, ahogy egyre sűrűbb lesz.
Víz permeabilitása hó gravitációs víz érkező eső vagy hóolvadás felső réteg számától függ, mérete és alakja pórusok a hótakaró, a rendelkezésre álló jég rétegeket és így tovább. T. E. a hó szerkezet.
A hótakaró vízmegtartó képességét a legnagyobb mennyiségű víz jellemzi, amelyet a jelenlegi állapotában meg tud tartani. Ez a jellemző nagyon fontos az árvíz kiszámításához. A PP Kuzmin kísérleti úton tanulmányozta azokat a speciálisan tervezett eszközöket, amelyek súly- és kalorimetriás módszereket alkalmaztak.
A kutatás eredményei alapján megállapítást nyert, hogy a hótakaró víztartó képessége függ a szerkezetétől és a sűrűségétől: az alacsonyabb vízsűrűség nagyobb vízmegtartó képességnek felel meg.
A hó nedvesség a vízmennyiség, amelyet a hótakaró jelenleg tartalmaz. Nagyon fontos fizikai jellemzői szempontjából, és a kalorimetriás módszer határozza meg.
A hó által a napsugárzás tükröződésének együtthatója jóval magasabb, mint a jég és különösen a víz közelében.
A napsugárzás hó általi felszívódási együtthatója is magas; A felsõ hóréteg felszívódik, és ezért nem ér el alsó felületét.
A hó elektromos, radioaktív és akusztikai tulajdonságai az utóbbi években egyre fontosabbá váltak, de eddig nem vizsgálták megfelelően.
A száraz havat mindenekelőtt alacsony elektromos vezetőképesség jellemzi, ami lehetővé teszi a szigetelés nélküli vezetékek felszínén történő elhelyezését is. A vizsgálatok a száraz hó sűrűsége körülbelül 100-500 kg / m 3 közötti hőmérsékleten -2 és -16 ° C-on azt mutatták, hogy a fajlagos villamos ellenállása ρe meglehetősen magas (2,8 × 10 5-2,6 x 10 7 ohm · m ), és közel áll a szárazjég fajlagos ellenállásához. Ezzel szemben a nedves hónak alacsony az elektromos ellenállása, 10 Ohm-ig.
A száraz hótakaró dielektromos. A dielektromos ε hó gyakoriságától függ az elektromágneses hullámok, és hosszuk havon körülmények (hőmérséklet, sűrűség, textúra, páratartalom). Snow dielektromos állandó lényegesen kevesebb, mint a jég (εol = 73. 95, ε∞l = 3. 8), és a növelésével növekszik sűrűség és nedvességtartalom.
A hó akusztikai tulajdonságai megmutatkoznak például a síléceken, a szánok csúszkáiban, a gyalogosok lábánál és más esetekben. A hó csúszómélysége függ a sűrűségétől, a nyomástól és a hőmérsékletétől. Észrevehető, hogy a csikorgatást -2 és -20 ° C közötti hőmérsékleten hallják; ezen hőmérséklet alatt egy sikoly nem hallható. A squeak és a hőmérséklet összefüggése azzal magyarázható, hogy a hó-kristályok erőssége a csökkenő hőmérséklet mellett növekszik, és ezért a nyomáscsökkentést hanggal kísérik. A -20 ° C alatti hőmérsékleten a hópelyhek elég erősek és nagyon kevés nyomás alatt szakadnak meg.
A hó mechanikai tulajdonságai nagy jelentőségűek, amikor építőanyagként használják, rakomány szállítására, valamint hófehérgák tanulmányozására.
Megállapítottuk, hogy a csúszó súrlódás hóhőmérsékleten a különböző testek hójára gyakorolt függése kétértelmű. A sílécek és a szánok mozgásának legjobb feltételei -3 és -10 ° C közötti hőmérsékleten figyelhetők meg. A növekvő hó sűrűséggel és a mozgás sebességével csökken a csúszó súrlódási együttható.
Snow szakítószilárdsága a mintát vizsgált saját súlya, fűrészeléssel előre megbeszélt nyakát. Friss hó kevés gyakorlatilag nulla stressz és tömörített hó Szakítószilárdság együtt növekszik sűrűsége és eléri a 0,027 x 10 5 Pa. A nedves hó törésállósága kisebb, mint száraz. Általában, a hó szakítószilárdság függ a hőmérséklet, sűrűség és szerkezete.
Az egyik jellemzője a hó hatásának a kompressziója. Kísérletekben azt állapították meg, hogy a hántolt száraz hó kb. 1,5 × 10 5 Pa terheléssel szétbomlik. A hó szilárdsága jelentősen megnő a víz hozzáadása és fagyasztása után. Kétségtelen, hogy a hó nyomóereje a sűrűségétől függ, de erre a kérdésre nincs megbízható adat.
A keménység az anyag tulajdonsága, hogy ellenálljon egy másik testnek, amely elméletileg deformálódott. A hó szilárdságát és különösen a hótakaró teherbírását jellemzi. A keménység mértéke a nyomelem nagysága (karcolás, mélyedés) egy feltétlenül (feltételesen) szilárd testen maradt a vizsgált anyagon, egy bizonyos terhelés alatt.
A műszaki előírások szerint télen a hó utakon a hó sűrűsége és keménysége legalább 600 kg / m 3 és 10 6 Pa-nak kell lennie.
A hó viszkozitása fontos szerepet játszik a hó esések kialakulásában. A friss hónak nagyobb a hajlékonysága és alacsonyabb viszkozitása a sűrű hóhoz képest, még inkább a jéggel szemben. A hómagvak integrálása - a fenyegetés - a műanyag tulajdonságainak csökkenéséhez vezet.
A hótakaró egész életciklusa alatt számos fizikai és mechanikai tényezőnek van kitéve, ami a szerkezet, a kompozíció és a térfogat folyamatos változásához vezet. Ezek a tényezők és az általuk gyakorolt hatások messze nem elegendőek ahhoz, hogy megfelelően tanulmányozzák.
A fizikai tényezők és folyamatok közé tartozik a regeláció, átkristályosítás, szublimáció és szublimáció, helio- és geotermikus hatások. Mechanikai tényezők közé tartozik a gravitáció és a szél.
A rendezés (újrafagyasztás) a hópelyheket képező jégkristályok megolvasztásának és ismételt fagyasztásának a következménye. A hószabályozás csak 0 ° C-os hőmérsékleten észlelhető intenzitással jár, azaz olyan hőmérsékleten, amelynél nem szükséges nagy fajlagos nyomás a jég olvadásához.
Átkristályosítás egy fizikai folyamat, amelynek atomjai molekula ugrani az egyik rács a kristályrács a kristály és az egyéb egykristályok felelősek növés (hópelyhek).
A szilárd anyagokban számos atom és molekula van, amelyek kinetikus energiája elegendő a gázállapotba való átmenethez. Az anyagnak a szilárd fázisból a gázfázisba történõ átjutási folyamatát, a folyadék megkerülésével, szublimációnak nevezzük, és az anyagnak a gõzbõl való kristályosításának folyamata szublimáció. A szilárd test szublimációjának jeleivel találkozunk, amikor érzékeljük a szagot a környezeti levegőben.
Mivel hótakaró nagyszámú intercrystalline pórus kristályok felületén igen kis görbületi sugarú és különböző irányokba, a vastagsági eloszlását annak parciális gőznyomása lesz nagyon egyenetlen. A kristály éles szélein képződő vízgőz a folyadék belsejébe áramlik, és itt telítődik a víz, és befagy. Ennek eredményeképpen a jégkristályok kerekítésére és a térfogatuk növelésére szolgáló eljárás van, vagyis az úgynevezett hófehéredés bekövetkezik. Ezt az eljárást izotermikus körülmények között megfigyeljük és hőmérsékleti rétegződés jelenlétében aktiváljuk. A hótakaróban jelentős hőmérsékletcsökkenés tapasztalható, mivel felülete jóval nullás alatt hűl le a felületi réteghez képest. Ezzel kapcsolatban teremt további különbség a parciális nyomás a vízgőz a hótakaró gradiens irányított alulról felfelé, ami tovább növeli a vízgőz és a hó firnizatsiyu migráció.
A jégkristályok ismételt felolvasztása és a vízfagyasztás is hozzájárul a hó fakulásához. A kristályok megolvadása kiugró részekkel - sarkokkal, sugarakkal, bordákkal kezdődik. Ezért a részben felengedett kristály kerek formájú, gabonakészülék formájában. Ismételt olvadása a kristályszemcsék nagyságát miatt behatolása vízcseppek a számukra, hogy a szomszédos krisztallitok és t. D. A snowpack növekszik pórusok és falaik letétbe fagy a szublimáció okozza. A folyamatot a gravitációs víz gyorsítja fel, ami az ömledék következtében felülről áthatol
a hótakaró felső rétege.
Fontos ökológiai érték a Sp. A levegőnek a hóban történő mozgása révén lehetővé válik a Sp. a szagok terjedése a hó alatt, segíti a rénszarvasokat, hogy megtalálják a yagelt és a rókákat az egereknek. Sugárzás jellemzői függ a hó állapotától. Albedo (lásd) hó a teljes napsugárzás számára télen (szennyezés hiányában) elérheti a 95% -ot, de a szennyezés és a kondenzáció albedó csökken. A friss száraz hó átlagos albedója 82%, nedves - 72%, régi száraz 65% és nedves 50% (az európai oroszországi adatok szerint). A napsugárzás penetrációja, a Sp. 30-50 cm-es mélységig száraz hó és 10-15 cm nedvességtartalomra korlátozva. A hó képes fényt közvetíteni fontos szerepet játszik a korai virágzó növények (hóvirágok, soldonák, stb.) Fejlődésében. Snow átlátszatlan a hosszúhullámú sugárzás, ez vezet egy egyedülálló üvegházhatás: alacsony teljesítmény száraz hó rövidhullámú napsugárzás áthatol a hó, felmelegíti a talaj és a levegő hőmérséklete slabootritsatelnyh okozhat hóolvadás alább. Éjjeli sugárzás és a napsugárzás napsugárzás tükröződése. a hótakaró erős hűtési hatásához vezet a levegő alatt: a legalacsonyabb hőmérséklet általában tiszta éjszakákon jelenik meg közvetlenül a frissen lehullott hó alatt. A közlekedés és az építőiparban a hó nagy károkat okoz a hófúvók, lavinák és lavinák miatt a hegyekben.
1.2 A hótakaró függése az időjárástól.
1.3. Az oroszországi síkság hófedésének kialakulása.
Gyakorlatilag a csapadék esik az összes levegőtömegből, de a legtöbbjük a mérsékelt szélességi területek atlanti levegőjéhez kapcsolódik. Délnyugatra sok nedvesség hoz trópusi levegőt. A csapadékot elsősorban a sarkvidéken és a sarki frontokon lévő légtömegek keringtetik, és nyáron mindössze 10% -ot intramasszázási folyamatok adnak.