Почему снег белый?

Короткий экскурс в физику Снежинка и свет Землю окружают электромагнитные волны. Они – везде, но, в основном, не видны живым существам. То, что воспринимает зрение, считается цветом – электромагнитным излучением, волной, которая дает цветовое ощущение. Главный источник электромагнитных волн – Солнце.

Его лучи включают все основные цвета: красный; желтый; голубой; синий; зеленый; оранжевый; фиолетовый. Если все цвета сольются вместе, образуется белый оттенок, и солнечные лучи как раз белого цвета. Каждый предмет на Земле пропускает (отражает, поглощает) солнечный свет. Есть и такие, которые полностью его отображают, как, например, лед. Каждая отдельная снежинка — это тот же лед.

Снег и цвет

Снежинки ложатся на землю беспорядочно, и в результате – снежный ком не пропускает полностью электромагнитные волны (солнечный свет). Поэтому, если при солнечной погоде сделать в сугробе вмятину, снег кажется зелено-желтым. Когда пасмурно, он выглядит синим. Если на небе яркий красный закат – розовым. На поверхности сугроба отображаются все цвета радуги, когда на улице ясно и солнечно. В широтах, которые ближе к полюсам Земли, снег кажется насыщенного красного цвета. Ученые часто отмечают подобное явление в Артике. В США, а именно штате Калифорния, в 1955 году жители наблюдали зеленый снегопад. В 1969 году на Швейцарию обрушился черный снегопад. В России выпал желтый снег в 2015 году, о чем писали долго писали в СМИ. Воздушные массы принесли с собой африканскую песчаную пыль, которая и покрасила атмосферные осадки в нетипичный для них цвет.

О том, что снег бывает разного цвета, сделал пометку в дневнике великий Чарльз Дарвин. Известно, что однажды писатель отправился в поездку, и обратил внимание, что лошади оставили красного цвета следы в сугробах. Был яркий закат, поэтому снег казался не белым, а розовым. Понятие цвета вообще субъективное. Один видит траву зеленой, другой – салатовой, третий – бирюзовой. Эти явления еще до конца не изучены. Итак, ответ на главный вопрос: «Почему снег белый?» Он отзеркаливает солнечные лучи, которые, как уже было сказано, белого цвета. Но стоит вмешаться каким-то погодным явлениям — тучам, яркому закату, и эти атмосферные осадки уже не будут казаться такого оттенка.

От чего зависит оттенок снега?

Кстати, понятие «цвет снега» весьма субъективно, ведь оттенок сугроба зависит не только от того, как много света отражает снег, но и от общего освещения.

Например, утром в лучах восходящего солнца снег будет казаться розовым, а вечером, в сумерках – голубым. Это происходит потому, что сами лучи восходящего или заходящего солнца мы видим как розовые или голубые.

И даже при обычном дневном освещении снег может иметь разные оттенки – например, стать серым от осевших на него частиц уличной пыли. А еще ученые и путешественники заметили, что в высоких широтах, ближе к полюсам Земли, снег бывает красным. Это явление можно наблюдать в Арктике. Интересно, что при покраснении снега меняется и его вкус: она становится похожим на арбуз. Такие визуальные и вкусовые качества придают снегу водоросли хламидомонады. Несмотря

на пониженную температуру, эти мельчайшие водоросли живут и размножаются в сугробах. В Краснодаре в 2010-м году выпал желтый снег. Это случилось из-за долетевшего до этих широт теплого ветра из Африки.

Потоки ветра принесли с собой взвешенную в воздухе песчаную пыль, и именно песок придал снегу разные оттенки, от светло-бежевого до ярко-желтого и насыщенно-коричневого.

Выводы

Если посмотреть на фотографии отдельных снежинок, они будут совершенно прозрачны. Так почему же непрозрачен снег?

Для начала важно понимать, что происходит, когда мы видим определенные цвета. Видимый свет от солнца или другого источника излучается в различных длинах волн, которые глаз человека интерпретирует как цвета. Когда свет взаимодействует с объектом, от длины его волны зависит, отражает ли объект этот свет или поглощает. Чистая вода совершенно прозрачна, потому что свет проходит сквозь нее: снежинки по отдельности тоже прозрачны, но их большая концентрация приводит к тому, что свет начинает отражаться.

Ключевым моментом здесь является то, как свет взаимодействует с большой массой снежинок – снегом. Так же, как с водой, свет преломляется, проходя сквозь крошечные снежинки и кристаллы льда из-за их чрезвычайно сложной и разнообразной формы: глаз воспринимает такой отраженный свет как белый.

Интересные факты о снеге

1. Самым известным исследователем снега является Уилсон Алвин Бентли (Wilson Alwyn Bentley). Этот американский фермер значительную часть своей жизни посвятил изобретению и совершенствованию способа фотографирования снежинок. Наследие Бентли включает большую библиотеку журналов, книг и опубликованных статей, а также более 5 000 снимков снежинок, за что он и получил своё прозвище «Снежинка» (Snowflake).

2. Учёным пока не удалось найти хотя бы одну пару одинаковых снежинок. Каждая из них обладает уникальной формой. Этот факт впечатляет ещё больше, если учесть, что в одном кубическом метре снега находится примерно 350 миллионов снежинок. На фоне этого факта никого не должно удивлять высказывание физика Джона Нельсона (John Nelson) из Университета Рицумэйкан в Киото, что различных форм снежинок существует больше, чем атомов в наблюдаемой Вселенной.

3. Самая крупная снежинка была зафиксирована 28 января 1887 года во время снегопада в Форт-Кео, Монтана, США. Её диаметр был равен 15 дюймам (около 38 см). Обычные же снежинки имеют около 5 мм в диаметре при массе 0,004 г.

4. При ходьбе по снегу мы слышим характерный скрип. Он возникает из-за того, что кристаллики льда, из которых состоит снег, ломаются при сдавливании и издают своеобразный хруст. Его звучание зависит от окружающей температуры. Чем она ниже, тем крепче кристаллики и громче звук.

5. Когда снежинка падает в воду, она издает высокочастотный звук, который не улавливается человеком, но, по словам ученных, очень не нравится рыбе.

6. Снег в нормальных условиях тает при температуре 0 градусов Цельсия. Однако значительный объем снега может испариться при минусовой температуре, минуя преобразование в жидкую фазу. Этот процесс происходит, когда солнечные лучи попадают на снег.

7. В зимнее время года снег отражает от поверхности Земли до 90% солнечных лучей, направляя их снова в космос, тем самым не давая Земле прогреться.

8. Во время снегопада в 1987 году в Форт-Кое-(Монтана, США) была найдена снежинка-мировая рекордсменка диаметром 38 см.

Источники