Експерти пояснили, чому ж тоді сніг нам видається білим. Про це повідомляє Popular Science.
До теми Вони всі унікальні: чому кожна сніжинка різна
Що ж таке сніг?
За словами старшого цифрового метеоролога застосунку The Weather Channel і сайту Weather.com Джонатана Беллеса, сніг – це просто лід. Будь-який дощ починається зі снігу, але часто тане, проходячи через тепліші повітряні маси, перш ніж досягти Землі. Навіть теплі літні дощі у липні розпочинаються зі снігу.
Для того, щоб сніг дійсно випав на Землю, він повинен залишатися замерзлим, проходячи через шари з різною температурою над землею. Іншими словами, температура повинна бути низькою на всьому його шляху: від хмар до землі, додає він.
Як утворюються сніжинки?
Власне, зі сніжинками пов'язано те, що ми бачимо сніг білим. Коли він іде, каже Беллес, на його шляху донизу "дуже насичений трафік". Як пояснює метеоролог, повітря насичено найдрібнішими частинками, такими як пил, сажа та пилок. Вони разом з краплею води, що замерзає, починають утворювати сніжинку – остання прикріплюється до однієї із цих плаваючих частинок пилу, сажі або пилку.
Коли ця крижана частинка падає, до неї прилипає все більше та більше дрібних частинок водяної пари. Через особливості зв'язування молекул води під час замерзання починає формуватися крихітна шестикутна форма. І зрештою виходить красива шестикутна фігура, яку ми називаємо сніжинкою.
Хоча кожна сніжинка – унікальна, але всі вони мають рівно шість вершин через особливості замерзання молекул води / Фото Pexels
Чому сніг нам здається білим?
Завдяки своїй складній кристалічній структурі сніжинки відбивають світло майже як дзеркало, через що сніг здається білим. Як саме це відбувається, пояснив Марк Серрезе, директор Національного центру даних про сніг і лід у Боулдері, штат Колорадо.
За його словами, передусім треба подивитися на сонце. Сонячне світло випромінює всі кольори видимого спектра: червоний, помаранчевий, жовтий, синій, зелений, індиго та фіолетовий. Коли ці кольори потрапляють на сніг – кожен багатогранний крижаний кристал, або сніжинка, розсіює їх, подібно до крихітної призми. Всі ці кольори світять однаково в усіх напрямках, і наші очі сприймають суміш цих кольорів як білий.
Але чому ж тоді лід і сніг ми сприймаємо по-різному: один є прозорим, інший – білий? Як зауважив Беллес, різниця між кубиками льоду та сніжинками полягає в тому, як світло взаємодіє з ними. Іноді світло проходить наскрізь кубика льоду. А зі снігом виникає ефект розбитого дзеркала, коли світло відбивається від усіх гострих країв у структурі сніжинки.
Чи може сніг бути не лише білим, а й інших кольорів?
Такі речі, як піщинки, можуть надати снігу золотаво-коричневого відтінку. Також сніг може стати червоним, якщо у повітрі або на землі є іржа, бактерії або водорості.
Зокрема, в Антарктиді сніг стає зеленим, помаранчевим, пурпуровим чи навіть малиновим. Таке забарвлення з'являється внаслідок розвитку в снігу мікроскопічних зелених одноклітинних водоростей – Chlamydomonas nivalis. Одна й та ж водорість має три кольорові стадії: зелену, помаранчеву та пурпурову чи малинову, повідомляє Національний антарктичний науковий центр
Ці водорості розмножуються спорами, які не бояться екстремальних температур і зберігаються в снігу протягом всієї тривалої зими. Вони зимують під снігом у "зеленому" варіанті, де переважає хлорофіл. Коли стає тепліше, то просуваються ближче до поверхні та червоніють, адже в них утворюються каротиноїди (ці ж сполуки фарбують моркву). Останній шар захищає водорості від ультрафіолетового випромінювання.
Зелений і малиновий сніг в Антарктиді / Фото Національного антарктичного наукового центру
Окрім Антарктиди, рожевий або "кривавий" сніг можна побачити у високогірних снігових районах, таких як гори Сьєрра-Невада у Каліфорнії, Французькі та Італійські Альпи, а також у Гімалаях в Азії.
Водночас у рожевий колір сніг в Антарктиді часто забарвлює пінгвінний послід (гуано). Відбувається це через пігменти, що містяться в їжі, якою вони харчуються. А їдять пінгвіни передусім криль.
Довідка: Криль – це дрібні морські ракоподібні, що утворюють величезні біомаси в океанах, особливо у Південному. Він є основою харчування для китів, пінгвінів і риб.
Може бути сніг і блакитним. Таке забарвлення виникає через те, що глибокий, щільний лід поглинає довші хвилі світла – такі, як червоний і жовтий – і розсіює короткі сині хвилі назад до наших очей. Побачити це явище можна в Ісландії та на Алясці.
На колір снігу впливає альбедо: що це таке?
Альбедо – це показник того, скільки сонячного світла відбиває поверхня. Нульове альбедо означає повну відсутність відбиття (свіжовкладений асфальт має майже нульове альбедо), а альбедо в один відсоток (100-відсоткове відбиття) відповідає ідеально білій поверхні.
У дуже свіжого снігу альбедо може становити 0,85 чи навіть трохи вище, що означає, що він дуже добре відбиває світло. Однак, якщо на сніг почали потрапляти тверді частинки, такі як сажа або дим, його відбивна здатність знижується,
– зазначає Серрезе.
Коли сніг насичено домішками, він також поглинає більше енергії. Це призводить до швидшого його танення, оскільки темні кольори поглинають сонячні промені, а не відбивають їх, як білий. Швидке танення снігу має негативні наслідки, оскільки спричиняє дефіцит водних ресурсів.
Які ще фактори впливають на те, як ми бачимо сніг?
На вигляд снігу часто впивають хмари. За словами Марка Серрезе, вони можуть сприяти тому, що ми називаємо білою імлою. Це суворе та небезпечне зимове погодне явище, за якого майже неможливо відрізнити сніг від неба.
Низько розташовані шаруваті хмари, які вкривають небо, як простирадло, та вкрита снігом поверхня відбиватимуть світло однаково, повністю порушуючи сприйняття глибини. Це часто називають "плоским світлом", тобто розсіяним світлом, яке усуває тіні, роблячи все довкола однорідним.
Існує також таке явище, як фотокератит, або снігова сліпота.
Уявіть собі сніжинки як крихітні шматочки розбитого дзеркала, що злиплися разом. Посвітіть ліхтариком на ці частини, і ви осліпнете. Коли сонячне світло потрапляє на всі ці окремі сніжинки, воно розсіює це світло прямо назад на вас,
– пояснює Беллес.
Здатність снігу відбивати сонячне ультрафіолетове випромінювання є причиною сильних сонячних опіків під час катання на лижах або коли ви перебуваєте надворі в снігу. Тому під час снігопаду рекомендують носити сонцезахисні окуляри або захисні окуляри із широкими лінзами. Водночас слід користуватися сонцезахисним кремом для захисту від ультрафіолетових променів.
Чи має сніг свій запах?
Люди відчувають запах, який з’являється під час дощу. Також існує запах озону, за яким можна відчути наближення грози. Деякі вчені вважають, що зі снігом відбувається дещо подібне.
За словами професора Йогана Лундстрема, сніжинки під час падіння діють як своєрідні "пилососи" – активно збирають на свою поверхню леткі сполуки з навколишнього середовища. Тому сніг у місті пахне помітно інакше, ніж у віддаленій арктичній глушині.
А є й альтернативне пояснення: можливо, ми відчуваємо не стільки запах самого снігу, скільки відсутність запахів узагалі.
Докладніше про те, чи має насправді сніг свій запах, – у матеріалі 24 Каналу.