Физика города: почему вместе со снегопадом приходит потепление
Иллюстрация: Ольга Денисова
На этой неделе в Москву вернулась зима: пошел снег и основательно похолодало. В нашем сознании снегопады прочно связаны с зимой и морозами. Однако, вы наверняка не раз обращали внимание, что с появлением снега в городе становится теплее. Как же в действительности обстоит дело? Приходит ли снег вместе с холодом или с теплом? Мы попросили коллег из журнала «Кот Шредингера» помочь разобраться.
Для начала заметим, что все происходит вот как: снег выпадает, когда становится теплее. То есть причинно-следственная связь этих явлений обратная. Это, конечно, вовсе не означает, что летом нас может накрыть снежная буря (хотя такое тоже иногда случается), ведь снежинки — это замерзшая вода, а она замерзает только при температуре ниже нуля. Чаще всего снегопады атакуют нас зимой, когда приходят циклоны и теплый атмосферный фронт. Рассказываем об этих гостях и связанных с ними причудах природы по порядку.
Откуда падает снег
Осадки — снег, град или дождь — формируются из облаков. Чем теплее и влажнее воздух, тем мощнее облачность — это аксиома. Когда ветра приносят в город теплый атмосферный фронт — то есть разогретый и влажный воздух, который начинает наползать на холодный — облаков становится больше, и выпадает снег. А вместе с ним теплый фронт подогревает наш город. И тут не обязательно дело доходит до оттепели, однако морозы, как правило, спадают. Это — основной механизм зимних потеплений.
Одеяло из облаков
Порождающие снегопад облака, толщиной до двух-четырех километров, сохраняют тепло на земле, подобно пуховому одеялу. Нагретая Земля всегда излучает длинноволновую радиацию — иначе говоря, тепло. В условиях антициклона, когда массивные облака улетают далеко, возникает большая разница между холодной температурой воздуха и температурой нагретой Земли — и тогда она излучает свое тепло безвозвратно. А вот когда приходит циклон (пасмурная погода с осадками) согревающая земная радиация отражается от облаков и возвращается к поверхности Земли в виде мощного встречного излучения. Так, температура воздуха остается плюсовой.
Дополнительная порция тепла
Есть еще один момент, который влияет на изменение температуры в плюсовую сторону. При образовании облаков происходит конденсация водяного пара. Помните термин из школьного курса физики — «экзотермический процесс»? Так вот в облаках идет именно он.
По этим причинам снегопад и потепление зачастую приходят вместе. Но вообще, природа — штука хитрая, и иногда удивляет нас странным поведением. Например, в Москве c 31 января по 1 февраля наблюдалась аномально теплая погода с дождями. А после с холодным фронтом пришли мощные снегопады и морозы. Так что, природа ведет себя в лучших традициях дуализма — снег может прийти и с похолоданием, и с потеплением.
О «Физике города»
Каждый день, просыпаясь утром, мы погружаемся в город, полный фактур, звуков и красок. Пока мы идем на работу и гуляем в парке, нам в голову приходит миллион вопросов о том, как же все вокруг нас устроено в этом огромном мегаполисе. Почему небоскребы не падают? Чем отличается кровь горожанина от крови жителя деревни? Выше какого этажа не стоит жить и почему?
Мы предложили коллегам из журнала «Кот Шредингера» дать ответы на наши вопросы и разъяснить, чем опасно обилие городского освещения, как наше дыхание может навредить окружающим и из-за чего люди болеют зимой. Так появился проект «Физика города». Новые вопросы и новые ответы ищите на нашем сайте по понедельникам и четвергам.
Источник
Почему зимой становится теплее, когда идет снег?
Многие замечали, что во время снегопада становится явно теплее. Но почему? Может быть, наоборот, это снег идет в результате потепления? Оказывается, дело обстоит не так.
Атмосфера вблизи земли нагревается несколькими путями:
в результате поглощения солнечной радиации (воздушной средой поглощается около 15 % всего ее количества, приходящего к Земле);
в результате поглощения излучения земной поверхности;
получая тепло от земной поверхности путем теплопроводности;
получая тепло при испарении и последующей конденсации водяного пара.
Когда температура атмосферы выше температуры поверхности, атмосфера излучает сама. Большая часть теплового излучения атмосферы приходит к земной поверхности, которая поглощает это встречное излучение практически целиком. Встречное излучение возрастает с увеличением облачности. Средняя полуденная энергетическая освещенность составляет около 1 кВт/м2. Встречное излучение составляет до 0,3 кВт/м2. Ночью земная поверхность остывает с эффективным темпом до 0,1 кВт/м2. Если погода облачная, то ночное охлаждение земной поверхности гораздо меньше. Днем это охлаждение перекрывается, полностью или частично компенсируется солнечной радиацией. Таким образом, облачность — одна из причин потепления во время снегопада.
Кроме того, если из облака идет снег, то образующиеся и падающие снежинки становятся центрами конденсации находящегося в воздухе водяного пара. Размеры снежинок при этом растут, а выделяющаяся при кристаллизации водяного пара теплота передается окружающему воздуху — становится теплее.
Источник
Почему когда идет снег всегда тепло ?
Многие замечали, что во время снегопада становится явно теплее. Но почему? Может быть, наоборот, это снег идет в результате потепления? Оказывается, дело обстоит не так.
Атмосфера вблизи земли нагревается несколькими путями:
в результате поглощения солнечной радиации. Воздушной средой поглощается около 15 % всего ее количества, приходящего к Земле
в результате поглощения излучения земной поверхности,
получая тепло от земной поверхности путем теплопроводности,
получая тепло при испарении и последующей конденсации водяного пара.
Когда температура атмосферы выше температуры поверхности, атмосфера излучает сама. Большая часть теплового излучения атмосферы приходит к земной поверхности, которая поглощает это встречное излучение практически целиком. Встречное излучение возрастает с увеличением облачности. Средняя полуденная энергетическая освещенность составляет около 1 кВт/м2. Встречное излучение составляет до 0,3 кВт/м2. Ночью земная поверхность остывает с эффективным темпом до 0,1 кВт/м2. Если погода облачная, то ночное охлаждение земной поверхности гораздо меньше. Днем это охлаждение перекрывается, полность или частично компенсируется солнечной радиацией. Таким образом, облачность — одна из причин потепления во время снегопада.
Кроме того, если из облака идет снег, то образующиеся и падающие снежинки становятся центрами конденсации находящегося в воздухе водяного пара. Размеры снежинок при этом растут, а выделяющаяся при кристаллизации водяного пара теплота передается окружающему воздуху — становится теплее.
Источник
Метеорологи объяснили, почему, когда идет снег, погода кажется теплее
Многие люди задумываются, почему при одной и той же температуре воздуха в ветреную погоду значительно холоднее, а когда идет снег, то погода кажется теплее.
Глава Гидрометцентра Роман Вильфанд, на которого ссылается aif.ru, объяснил, что дело не в субъективных ощущениях человека, а в законах физики и даже химии.
Летом солнце прогревает землю, и за счет турбулентности тепло передается в приземный слой воздуха. Зимой, наоборот, тепло земли передается в более высокие слои атмосферы, а нижние слои, наоборот, охлаждаются.
Вообще погода — это постоянное движение воздуха. Там, где его много, образуется область повышенного давления, там, где мало, — пониженного. Воздушные массы перемещаются из области повышенного давления в область пониженного, и тогда возникает циклон. Место с пониженным давлением словно засасывает в себя воздух, порождая ветры, а иногда ураганы, а вместе с ним облака с сопутствующими осадками.
С начала циклона впереди идет теплый фронт — он несет с собой повышение температуры. Следующие с ним облака накрывают местность, укутывая ее словно шубой. И тогда теплое излучение от поверхности земли не уходит в высокие слои атмосферы, а остается между землей и облаками, сохраняя это тепло. Облака, по сути, это водяной пар. Из него образуются льдинки, а при этом процессе так называемой сублимации по законам химии выделяется опять же тепло. И мы видим падающие снежинки, которые, оказывается, при своем появлении дарят тепло.
Все эти три фактора — теплый фронт циклона, облака-одеяла и «теплые» снежинки — приводят к повышению температуры воздуха.
Имеют значение также физиологические особенности самого человека, физические особенности одежды и метеорологические факторы окружающей среды — влажность и ветер. «Поэтому иногда при температуре, например, 0 или минус 1 градус при повышенной влажности и сильном ветре возникает ощущение, будто на улице минус 13 градусов», — говорит эксперт.
Источник
Как объяснить ребенку, почему становится теплее, когда идет снег
Морозными зимами мы радуемся вдруг начавшемуся снегопаду, ведь это значит, что можно смело брать санки-лыжи и отправляться на прогулку – на улице потеплело. Но какая связь между температурой воздуха и падающими снежинками? Многие уверены, что именно потепление вызывает снегопад. И ошибаются в этом, по крайней мере, отчасти.
Причин потепления существует несколько, все они связаны с нагреванием атмосферы вокруг Земли:
- атмосфера поглощает солнечную радиацию;
- поверхность сама излучает тепло;
- тепло образуется в результате испарения и конденсации водяного пара.
Земная поверхность поглощает тепловое излучение атмосферы почти полностью. Встречное излучение увеличивается, если регион затягивает облаками. Снег оповещает о том, что наступает циклон. Свойства этого природного явления таково, что идущий впереди теплый фронт «вбирает» массы нагретого воздуха. Небо покрывается облачным слоем, который подобно шубе препятствует остыванию земли – тепловое излучение поверхности остается в атмосфере, не улетая в открытый космос.
Таким образом, потепление во время снегопада – в основном заслуга облаков, крепко «обнимающих» небо.
Температура при снегопаде повышается и еще по одной причине. В воздухе из водяного пара рождаются миллионы снежинок. Они увеличиваются в размерах, процесс кристаллизации сопровождается выделением тепла, которое передается окружающему воздуху.
Если у Вас есть свой интересный вариант объяснения ребенку, почему становится теплее, когда выпадает снег, смело делитесь им в комментариях.
Ставьте ПАЛЬЧИК ВВЕРХ и подписывайтесь на наш канал , чтобы не пропустить важные инструкции для расширения кругозора Ваших детей.
Источник
