Что такое град?

Град выпадает, когда капельки дождя поднимаются и опускаются в вихре холодного воздуха, замерзая все больше и больше. На землю выпадают уже не капли, а твердые шарики. Иногда эти шарики довольно долго крутятся вверх-вниз, покрываясь все более толстым слоем снега и льда, поэтому и попадаются двухкилограммовые градины.

В Индии 11 мая 1929 года выпал, пожалуй, самый крупный град, который был в двадцатом столетии. Многие градины достигали в диаметре тринадцати сантиметров и весили около килограмма. Такой град — настоящее бедствие для людей, зверей и растений. Крупная градина, падая с большой высоты, развивает огромную скорость. Она подобна артиллерийскому снаряду.

Град сыпался не более пятнадцати минут. Градобитие закончилось так же быстро как и началось. Вся местность вокруг была похожа на поле военного сражения. На деревьях почти вся листва была сбита и много веток поломано. Все, что росло на крестьянских полях, было уничтожено и перемешано с землей. Создавалось впечатление, что поля были густо обстреляны из мелкокалиберных орудий. Много животных и птиц погибло. Постройки, сделанные из тростника, превратились в кучи помятой травы. Было много и человеческих жертв, убитых и покалеченных крупными градинами.

Сильные градобития известны еще с древнейших времен по летописям. Случалось, что не только отдельные районы, но даже целые страны подвергались градобитиям.

Как же образуется этот необычный вид осадков?

Возникает град на высоты 5 километров и выше, где летом температура не поднимается выше -15 градусов по Цельсию.

История образования небесного льда отражена в его структуре. Разрезанная пополам крупная градина похожа на луковицу: она состоит из нескольких слоев льда. И поэтому есть свое объяснение.

Высоко в небе часто дуют резкие, порывистые ветры. Падающие вниз потоки града подхватываются этим ветром и возносятся опять высоко в небо. Во время таких прыжков «вверх-вниз» градина обрастает новыми слоями льда. По этим слоям можно подсчитать, сколько раз этот кусочек льда совершал путешествие из дождевых туч в переохлажденные слои атмосферы.

Тучу, которая может принести град, можно «узнать» еще при приближении. Она, обычно, «сидит верхом» на широкой и черной грозовой туче. Градовое облако обычно имеет вид высокой скалы с несколькими острыми вершинами. Если посмотреть на нее через очень сильный бинокль или портативный телескоп, то можно увидеть, как пульсируют в нем мощные вертикальные потоки. Ученые уже давно искали способ предотвращения градобития: стреляли в облака из орудий, посылали в градовые облака ракеты со специальной начинкой, обстреливали эти облака из самолетов. Но град каждый раз сыпался на землю и превращал посадки культурных растений в кучи бурелома, а иногда калечил людей и животных.

Что такое айсберг?

Айсберг - это огромная плавающая глыба льда, отколовшаяся от полярных ледников или льдин, плавающих в Ледовитом океане.

Некоторые айсберги имеют огромные размеры. Над водой возвышается лишь восьмая часть айсберга, а остальная находится под водой, поэтому айсберги очень опасны для судов. Некоторые арктические айсберги достигают 800 метров в высоту.

Наиболее страшной трагедией, разыгравшейся из-за айсберга, была гибель «Титаника». В 1912 году это судно столкнулось с айсбергом в Атлантическом океане и затонуло вместе с 1513 пассажирами. Тогда это было самое большое пассажирское судно в мире. С тех пор за передвижением айсбергов наблюдает специальная международная комиссия и предупреждает суда об опасности.

Как образуются ледяные сосульки?

Случалось ли вам задумываться над тем, как образуются ледяные сосульки, которые мы часто видим свешивающимися с крыш?

В какую погоду образовались сосульки: в оттепель или в мороз? Если в оттепель, то как могла замерзнуть вода при температуре выше нуля ? Если в мороз, то откуда могла взяться вода на крыше?

Вы видите, что вопрос не так прост, как мог показаться сначала. Чтобы могли образоваться ледяные сосульки, нужно в одно и то же время иметь две температуры: для таяния - выше нуля и для замерзания — ниже нуля.

На самом деле так и есть: снег на склоне крыши тает, потому что солнечные лучи нагревают его до температуры выше нуля, а стекающие капли воды у края крыши замерзают, потому что здесь температура ниже нуля. Оттаявшая вода по крыше стекает и каплями свисает с края крыши. Но под крышей температура ниже нуля, и капля, охлаждаемая к тому же испарением, замерзает.

На замерзшую каплю натекает следующая, также замерзающая; затем третья капля, и так далее; постепенно образуется маленький ледяной бугорок. В другой раз при такой же погоде эти ледяные наплывы еще удлиняются, и в результате образуются сосульки, вырастающие наподобие известковых сталактитов в подземных пещерах. Так возникают сосульки на крышах сараев и вообще неотапливаемых помещений.

Почему ледники существуют и в наши дни.

Огромную массу льда, с образования которой начался ледниковый период в Северной Америке, назвали «континентальным ледником»: в самом центре его толщина достигала 4,5 км. Возможно, этот ледник формировался и таял четыре раза за весь ледниковый период.

Ледник, который покрывал другие части света, в некоторых местах не растаял! Например, огромный остров Гренландия все еще покрыт континентальным ледником, за исключением узкой прибрежной полосы. В своей средней части ледник иногда достигает толщины более трех километров. Антарктида также покрыта обширным континентальным ледником толщиной льда в некоторых местах до 4 километров!

Поэтому причиной, почему в некоторых районах земного шара имеются ледники, является то, что они не растаяли с ледникового периода. Но основная часть ледников, встречающихся сейчас, образовалась недавно. В основном они расположены в горных долинах.

Они берут свое начало в широких, пологих, по форме напоминающих амфитеатры, долинах. Снег попадает сюда со склонов в результате обвалов и лавин. Такой снег не тает летом, с каждым годом становясь все глубже. Постепенно давление сверху, некоторое оттаивание, повторное замораживание удаляют воздух из донной части этой снежной массы, превращая ее в твердый лед. Воздействие веса всей массы льда и снега сдавливает всю массу и заставляет ее двигаться вниз по долине. Такой движущийся язык льда и есть горный ледник.

В Европе в Альпах известно более 1200 таких ледников! Они также существуют на Пиренеях, в Карпатах, на Кавказе, а также в горах южной части Азии. На юге Аляски находятся десятки тысяч подобных ледников, некоторые длиной от 50 до 100 км!

Почему снежинки шестиугольные?

Снежинка — одно из самых прекрасных созданий природы. Нам бы пришлось немало потрудиться, чтобы создать форму, сравнимую по красоте с формой снежинки. В снегопад миллионы снежинок падают на землю, и среди них нет двух одинаковых.

Снег, как ты уже знаешь,— это просто замерзшая вода. Почему тогда снег белый, если это замерзшая вода? Он должен быть бесцветным. Снег белый оттого, что плоскости снежинки, являющиеся кристалликами льда, отражают свет, поэтому снег и кажется белым.

При замерзании воды образуются кристаллы. Это значит, что молекулы выстраиваются особым порядком, образуя геометрическую форму, что мы и называем «кристаллом».

Так получилось, что молекула воды состоит из трех частиц — двух атомов водорода и одного атома кислорода. Поэтому при кристаллизации она может образовать трех— или шестиугольную фигуру.

Вода, превращающаяся в снег, есть форма водяного пара в атмосфере. При замерзании кристаллики воды настолько малы, что их не видно. При образовании снега эти кристаллики перемещаются воздушными потоками в атмосфере вверх и вниз.

Во время таких перемещений они группируются вокруг мельчайших частичек пыли или капелек воды. Подобная группа кристаллов становится все больше и больше, вокруг одного такого ядра может собраться несколько сотен таких кристаллов.

Эта группа становится большой, тяжелой и падает на землю. Мы называем ее «снежинкой». Некоторые снежинки достигают трех сантиметров в диаметре. Размеры снежинок зависят от температуры. Чем ниже температура, тем меньше снежинки.

А ты знаешь, что в некоторых частях планеты выпадал цветной снег: синий, зеленый, красный и даже черный? Это связано с присутствием в воздухе, где образуются снежинки, определенного грибка или пыли.

Почему снег белый?

Снег — это замерзшая вода, а как мы знаем, лед бесцветный. Почему же снег белый?

Причина в том, что каждая снежинка состоит из большого количества ледяных кристалликов. Но они не гладкие, а с гранями. Отражение света от граней этих кристаллов делает снег белым.

Снег образуется, когда вода, находящаяся в атмосфере в виде пара, замерзает. Пар замерзает, и получаются чистые, прозрачные кристаллы. Движение воздуха заставляет эти кристаллы летать вверх и вниз.

Двигаясь хаотично, кристаллы соединяются друг с другом или вокруг крохотных частичек, которые постоянно присутствуют в воздухе. Когда кристаллов собирается слишком много, они падают на землю в виде снежинок.

Кристаллы, из которых состоят снежинки, организованы определенным образом. Это или шестиконечная звезда, или тонкая пластинка, имеющая форму шестиугольника. Каждая грань шестиконечной звезды точно похожа на другую.

Хотя все грани одной снежинки похожи друг на друга, едва ли можно встретить две одинаковые снежинки.

Мы считаем, что снег бывает только белым. Но были такие случаи, когда выпадал цветной снег. Один такой случай был описан Чарльзом Дарвином. Во время одной своей экспедиции он заметил, что копыта мулов покрылись красными пятнами, после того как они прошлись по выпав­шему снегу. Покраснение снега было вызвано присутствием пыльцы красного цвета, которая находилась в воздухе, когда начал падать снег.

Почему лед ломает трубы?

Многие студенты жалуются: «Зачем мне учить физику и естественные науки, ведь я их никогда не использую». Такие люди, конечно, не правы в том, что касается «бесполезности» физики и естественных наук. Несомненно то, что (знаем мы об этом или не знаем) все мы неоднократно используем законы физики в повседневной жизни.

Любой человек, живущий в климате с холодными зимами, знает, что он должен наливать антифриз в радиатор своей машины и сливать воду из всех труб, где она может оставаться. Он знает, что если не сделает этого, то в радиаторе появятся трещины, а трубы могут разорваться. Законы физики объясняют, почему это может случиться.

Например, большинство веществ при переходе из жидкого состояния в твердое уменьшаются в объеме. Но с водой происходит совершенно противоположная вещь! Вместо уменьшения в объеме она расширяется, и увеличивается в объеме не на сколько угодно, а примерно на одну девятую.

Это значит, что если у вас есть девять литров воды и эта вода замерзает, то у вас получится 10 литров твердого льда! Теперь представьте, что вода замерзает в радиаторе или в трубе. Для десяти литров льда требуется большее пространство, чем для девяти литров воды. Но трубки радиатора или водопроводные трубы не могут растягиваться. Места в них просто больше нет. Поэтому, когда вода замерзает, она сама отвоевывает себе большее пространство, разрывая трубы.

Одна из самых примечательных сторон этого явления природы — это его огромная сила. Насколько вы знаете, трубы делают из довольно прочных металлов. В Финляндии, например, эту силу заставляют работать.

Это делается таким образом. В каменоломнях заливают водой щели в скальных породах и оставляют замерзать. Замерзающая вода выступает в роли клина, и за счет силы замерзающей воды огромные скальные массивы распадаются на отдельные каменные блоки.

Хоть лед и занимает больше места, чем вода, он легче воды и плавает на ее поверхности. Поэтому большие объемы воды никогда не замерзают полностью. Ледяной покров сверху защищает от замерзания находящуюся под ним воду.