Погода: Все, що потрібно знати про дивні зимові феномени

Зауваження редактора: Екстремальна холодна погода може викликати незвичайні явища, від так званого морського диму до киплячих океанських хвиль. Як пояснює атмосферний вчений Скотт Деннінг, ці вражаючі події викликані головним чином поведінкою води при дуже низьких температурах.

Чому озера і океанічні води з'являються в парі під час холодних знімків?

Існують три фази або стани води: твердий лід, рідка вода і газоподібний водяний пар. Навіть у дуже холодну погоду рідка вода не може бути холоднішою, ніж точка замерзання - близько 32 градусів за Фаренгейтом - отже поверхня океану набагато тепліше, ніж повітря над ним.

Багато води випаровується з теплішого океану в більш холодне сухе повітря вище. Як тільки цей невидимий газ підніметься навіть трохи вище відносно теплої води, він потрапляє в повітря, який є набагато холоднішим і не може утримувати багато пари, так що пара конденсується в мікроскопічні краплі рідкої води в повітрі.

Деякі люди називають тонкі хмари, спричинені конденсацією безпосередньо над зимовим океаном або озерами «морського диму». Це кращий термін, ніж пар. Реальний пар є дуже гарячим водяним паром - тобто водою в газовій фазі, яка невидима.

Погодні спостерігачі, здається, дуже схвильовані до грозового дня. Що це таке і чому це рідкість?

Грім є звуковим бумом, який створюється, коли блискавка змушує повітря розширюватися швидше, ніж швидкість звуку. Блискавка утворюється іскрами статичної електрики між хмарами і землею. Тріщина, що утворює цю статику, зазвичай викликається швидким зростанням «терміків» плавучого повітря в спекотні літні дні, тому влітку часто зустрічаються грози.

Повітря не може піднятися з холодної зимової землі, тому що холодне повітря щільне, тому зимовий грім досить незвичайний. Thundersnow відбувається, коли дійсно холодне повітря виходить з півночі. Це холодне повітря щільніше, ніж повітря на поверхні, тому воно буквально падає вниз, проштовхуючи поверхню повітря нагорі. Це може створити точно такий же статичний заряд, як і літня гроза, і БУМ - грозовий день! Це відбувається лише при дійсно драматичних змінах температури, таких як наближення арктичного холодного фронту.

Наскільки часто океани замерзають за межами полярних регіонів?

Морська вода має більш низьку точку замерзання, ніж прісна вода, тому ми ставимо сіль на наші вулиці і тротуари, щоб розтопити лід взимку. Морська вода досить солона, що вона повинна бути дійсно холодна, щоб замерзнути - близько 28 градусів за Фаренгейтом. Дуже незвично заморозити морську воду в континентальній частині Сполучених Штатів, хоча це відбувається весь час в арктичній зимі.

Коли морська вода замерзає, більша частина його солі виштовхується вниз до води океану. Ось чому люди в Арктиці можуть розтопити морський лід для питної води. Як маленький шматок прісноводного льоду утворюється на поверхні океану, вода, що залишилася, стає солонішою і солонішою, тому їй стає все важче і важче заморозитися.

Але іноді, коли дуже холодно, на поверхні океану утворюються маленькі крижини. Хвилі розбивають їх так, що поверхня може стати подібною хвилеподібної щілини. Для тих, хто хоче відважитися від холоду, дико стояти біля берега і дивитися куряче, сльотаве море з його повільним прибоєм. На полюсах так холодно, що плаваючі кристали льоду з часом сходяться і тверднуть в морський лід.

Вчені з'ясували, що у Марса також є снігопад. Як вони відрізняються від снігу на Землі?

Атмосфера на Марсі є майже чистим вуглекислим газом, який ми знаємо як головний парниковий газ, що сприяє зміні клімату тут на Землі. Але атмосфера Марса набагато тонша за нашу, тому вона не затримує багато тепла. На приємний літній день Марса, температура може досягати 70 градусів за Фаренгейтом, а потім падати до мінус 100 градусів за Фаренгейтом в ту ж ніч.

Там зими ще холодніше. У полярних зимах на Марсі воно настільки холодне, що повітря самостійно замерзає, роблячи крихітні сніжинки з вуглекислим газом розміром червоних кров'яних тілець, які накопичуються досить глибоко, щоб зробити полярні шапки сухого льоду.

Під час довгої полярної ночі близько третини всієї атмосфери Марса падає як сніг. Це робить частковий вакуум, всмоктуючи вітри з літньої півкулі планети до її зимової півкулі, щоб компенсувати різницю. Навесні ці вітри планети змінюються в напрямку, коли сухий лід повертається до газу і починає випадати на іншому кінці Марса.

Далі у Сонячній системі планети «льодовий гігант» і багато їхніх супутників мають величезну кількість води та вуглекислого льоду - набагато більших кількостей, ніж усі наші океани. Але на Землі сухий лід не може сформуватися вище мінус 110 градусів за Фаренгейтом. Отже, на нашій планеті ніколи не буде снігу з вуглекислого газу - просто замороженої води у всіх її багатьох формах.

Ця стаття була спочатку опублікована на The Conversation Скотта Деннінга. Читайте оригінальну статтю тут.