Эксперты объяснили, почему же тогда снег нам кажется белым. Об этом сообщает Popular Science.
К теме Они все уникальны: почему каждая снежинка разная
Что же такое снег?
По словам старшего цифрового метеоролога приложения The Weather Channel и сайта Weather.com Джонатана Беллеса, снег – это просто лед. Любой дождь начинается со снега, но часто тает, проходя через более теплые воздушные массы, прежде чем достичь Земли. Даже теплые летние дожди в июле начинаются со снега.
Для того, чтобы снег действительно выпал на Землю, он должен оставаться замерзшим, проходя через слои с разной температурой над землей. Другими словами, температура должна быть низкой на всем его пути: от облаков до земли, добавляет он.
Как образуются снежинки?
Собственно, со снежинками связано то, что мы видим снег белым. Когда он идет, говорит Беллес, на его пути вниз "очень насыщенный трафик". Как объясняет метеоролог, воздух насыщен мельчайшими частицами, такими как пыль, сажа и пыльца. Они вместе с замерзающей каплей воды начинают образовывать снежинку – последняя прикрепляется к одной из этих плавающих частиц пыли, сажи или пыльцы.
Когда эта ледяная частица падает, к ней прилипает все больше и больше мелких частиц водяного пара. Из-за особенностей связывания молекул воды при замерзании начинает формироваться крошечная шестиугольная форма. И в итоге получается красивая шестиугольная фигура, которую мы называем снежинкой.
Хотя каждая снежинка уникальна, но все они имеют ровно шесть вершин из-за особенностей замерзания молекул воды / Фото Pexels
Почему снег нам кажется белым?
Благодаря своей сложной кристаллической структуре снежинки отражают свет почти как зеркало, из-за чего снег кажется белым. Как именно это происходит, объяснил Марк Серрезе, директор Национального центра данных о снеге и льде в Боулдере, штат Колорадо.
По его словам, прежде всего надо посмотреть на солнце. Солнечный свет излучает все цвета видимого спектра: красный, оранжевый, желтый, синий, зеленый, индиго и фиолетовый. Когда эти цвета попадают на снег – каждый многогранный ледяной кристалл, или снежинка, рассеивает их, подобно крошечной призме. Все эти цвета светят одинаково во всех направлениях, и наши глаза воспринимают смесь этих цветов как белый.
Но почему же тогда лед и снег мы воспринимаем по-разному: один является прозрачным, другой – белый? Как заметил Беллес, разница между кубиками льда и снежинками заключается в том, как свет взаимодействует с ними. Иногда свет проходит насквозь кубика льда. А со снегом возникает эффект разбитого зеркала, когда свет отражается от всех острых краев в структуре снежинки.
Может ли снег быть не только белым, но и других цветов?
Такие вещи, как песчинки, могут придать снегу золотисто-коричневый оттенок. Также снег может стать красным, если в воздухе или на земле есть ржавчина, бактерии или водоросли.
В частности, в Антарктиде снег становится зеленым, оранжевым, пурпурным или даже малиновым. Такая окраска появляется в результате развития в снегу микроскопических зеленых одноклеточных водорослей – Chlamydomonas nivalis. Одна и та же водоросль имеет три цветовые стадии: зеленую, оранжевую и пурпурную или малиновую, сообщает Национальный антарктический научный центр
Эти водоросли размножаются спорами, которые не боятся экстремальных температур и сохраняются в снегу в течение всей длительной зимы. Они зимуют под снегом в "зеленом" варианте, где преобладает хлорофилл. Когда становится теплее, то продвигаются ближе к поверхности и краснеют, ведь в них образуются каротиноиды (эти же соединения окрашивают морковь). Последний слой защищает водоросли от ультрафиолетового излучения.
Зеленый и малиновый снег в Антарктиде / Фото Национального антарктического научного центра
Кроме Антарктиды, розовый или "кровавый" снег можно увидеть в высокогорных снежных районах, таких как горы Сьерра-Невада в Калифорнии, Французские и Итальянские Альпы, а также в Гималаях в Азии.
В то же время в розовый цвет снег в Антарктиде часто окрашивает пингвиний помет (гуано). Происходит это из-за пигментов, содержащихся в пище, которой они питаются. А едят пингвины прежде всего криль.
Справка: Криль – это мелкие морские ракообразные, образующие огромные биомассы в океанах, особенно в Южном. Он является основой питания для китов, пингвинов и рыб.
Может быть снег и голубым. Такая окраска возникает из-за того, что глубокий, плотный лед поглощает более длинные волны света – такие, как красный и желтый – и рассеивает короткие синие волны обратно к нашим глазам. Увидеть это явление можно в Исландии и на Аляске.
На цвет снега влияет альбедо: что это такое?
Альбедо – это показатель того, сколько солнечного света отражает поверхность. Нулевое альбедо означает полное отсутствие отражения (свежеуложенный асфальт имеет почти нулевое альбедо), а альбедо в один процент (100-процентное отражение) соответствует идеально белой поверхности.
У очень свежего снега альбедо может составлять 0,85 или даже чуть выше, что означает, что он очень хорошо отражает свет. Однако, если на снег начали попадать твердые частицы, такие как сажа или дым, его отражательная способность снижается,
– отмечает Серрезе.
Когда снег насыщен примесями, он также поглощает больше энергии. Это приводит к более быстрому его таянию, поскольку темные цвета поглощают солнечные лучи, а не отражают их, как белый. Быстрое таяние снега имеет негативные последствия, поскольку вызывает дефицит водных ресурсов.
Какие еще факторы влияют на то, как мы видим снег?
На вид снега часто влияют облака. По словам Марка Серрезе, они могут способствовать тому, что мы называем белой мглой. Это суровое и опасное зимнее погодное явление, при котором почти невозможно отличить снег от неба.
Низко расположенные слоистые облака, которые покрывают небо, как простыня, и покрытая снегом поверхность будут отражать свет одинаково, полностью нарушая восприятие глубины. Это часто называют "плоским светом", то есть рассеянным светом, который устраняет тени, делая все вокруг однородным.
Существует также такое явление, как фотокератит, или снежная слепота.
Представьте себе снежинки как крошечные кусочки разбитого зеркала, слипшиеся вместе. Посветите фонариком на эти части, и вы ослепнете. Когда солнечный свет попадает на все эти отдельные снежинки, он рассеивает этот свет прямо обратно на вас,
– объясняет Беллес.
Способность снега отражать солнечное ультрафиолетовое излучение является причиной сильных солнечных ожогов во время катания на лыжах или когда вы находитесь на улице в снегу. Поэтому во время снегопада рекомендуют носить солнцезащитные очки или защитные очки с широкими линзами. В то же время следует пользоваться солнцезащитным кремом для защиты от ультрафиолетовых лучей.
Имеет ли снег свой запах?
Люди чувствуют запах, который появляется во время дождя. Также существует запах озона, по которому можно почувствовать приближение грозы. Некоторые ученые считают, что со снегом происходит нечто подобное.
По словам профессора Йогана Лундстрема, снежинки во время падения действуют как своеобразные "пылесосы" – активно собирают на свою поверхность летучие соединения из окружающей среды. Поэтому снег в городе пахнет заметно иначе, чем в отдаленной арктической глуши.
А есть и альтернативное объяснение: возможно, мы чувствуем не столько запах самого снега, сколько отсутствие запахов вообще.
Подробнее о том, имеет ли на самом деле снег свой запах, – в материале 24 Канала.