Погода: все, что нужно знать о самых странных зимних явлениях

Примечание редактора: экстремально холодная погода может вызывать необычные явления, от так называемого морского дыма до слякотных океанских волн. Как объясняет ученый-атмосферщик Скотт Деннинг, эти поразительные события вызваны главным образом поведением воды при очень низких температурах.

Почему воды озер и океанов, кажется, парят во время похолоданий?

Есть три фазы или состояния воды: твердый лед, жидкая вода и газообразный водяной пар. Даже в очень холодную погоду жидкая вода не может быть холоднее точки замерзания - около 32 градусов по Фаренгейту - поэтому поверхность океана намного теплее, чем воздух над ней.

Много воды испаряется из более теплого океана в более холодный сухой воздух наверху. Как только этот невидимый газ поднимается даже чуть выше относительно теплой воды, он попадает в воздух, который намного холоднее и не может удерживать много пара, поэтому пар конденсируется в микроскопические капли жидкой воды в воздухе.

Некоторые люди называют тонкие облака, вызванные конденсацией над зимним океаном или озерами, «морским дымом». Это лучший термин, чем пар. Настоящий пар - это очень горячий водяной пар, то есть вода в газовой фазе, которая невидима.

Наблюдатели за погодой, кажется, очень взволнованы громом. Что это такое и почему это редко?

Гром - звуковой удар, созданный, когда молния заставляет воздух расширяться быстрее, чем скорость звука. Молния образована искрами статического электричества между облаками и землей. Трение, которое формирует это статическое состояние, обычно вызывается быстро растущими «термиками» плавучего воздуха в жаркие летние дни, поэтому грозы распространены летом.

Воздух не может подняться из холодной зимы, потому что холодный воздух плотный, поэтому гром зимой довольно необычен. Громовой снег случается, когда с севера дует действительно холодный воздух. Этот холодный воздух плотнее, чем воздух на поверхности, поэтому он буквально падает, толкая воздух над поверхностью. Это может создать точно такой же вид статического заряда, как и летняя гроза, а BOOM - thundersnow! Это происходит только при действительно резком изменении температуры, например, при приближении арктического холодного фронта.

Насколько распространено замерзание океанов за пределами полярных регионов?

Морская вода имеет более низкую точку замерзания, чем пресная вода, поэтому мы наносим соль на наши улицы и тротуары, чтобы растопить лед зимой. Морская вода достаточно соленая, чтобы замерзнуть - около 28 градусов по Фаренгейту. Морская вода довольно необычно замерзает в континентальной части Соединенных Штатов, хотя это происходит все время зимой в Арктике.

Когда морская вода замерзает, большая часть ее соли сбрасывается в океанские воды под ней. Вот почему люди в Арктике могут растопить морской лед для питьевой воды. По мере того как на поверхности океана образуются небольшие кусочки пресноводного льда, оставшаяся вода становится все соленее и соленее, поэтому замерзать становится все труднее и труднее.

Но иногда, когда было очень холодно, на поверхности океана образуются маленькие льдины. Волны разбивают их так, что поверхность может стать похожей на волнистую ломаную полосу. Для тех, кто хочет выдержать холод, дико стоять на берегу и наблюдать за дымящимся слякотным морем с медленным прибоем. На полюсах так холодно, что плавающие ледяные кристаллы со временем сходятся и затвердевают в морской лед.

Ученые обнаружили, что на Марсе тоже есть снегопады. Чем они отличаются от снега на Земле?

Атмосфера на Марсе - это почти чистый углекислый газ, который мы знаем как основной парниковый газ, который приводит к изменению климата здесь, на Земле. Но атмосфера Марса намного тоньше нашей, поэтому она не удерживает много тепла. В хороший марсианский летний день температура может достигать 70 градусов по Фаренгейту, а затем падать до минус 100 градусов по Фаренгейту в ту же ночь.

Зимы там еще холоднее. На полярных зимах на Марсе становится настолько холодно, что сам воздух замерзает, образуя крошечные снежинки углекислого газа размером с эритроциты, которые накапливаются достаточно глубоко, чтобы сделать полярные шапки из сухого льда.

В течение долгой полярной ночи около трети всей атмосферы Марса выпадает в виде снега. Это создает частичный вакуум, всасывая ветры из летнего полушария планеты в зимнее полушарие, чтобы компенсировать разницу. Весной эти планетарные ветры меняют направление, когда сухой лед превращается в газ и начинает выпадать на другом конце Марса.

Далее в Солнечной системе планеты «ледяных гигантов» и многие из их лун имеют огромное количество воды и льда углекислого газа - гораздо большие количества, чем все наши океаны. Но на Земле сухой лед не может образовываться выше минус 110 градусов по Фаренгейту. Поэтому на нашей планете никогда не будет снега с углекислым газом - только замерзшая вода во всех ее многочисленных формах.

Эта статья была первоначально опубликована в «Разговоре» Скотта Деннинга. Прочитайте оригинальную статью здесь.