Зависимость формы снежинок от климатических условий в п. Залари

Научно – практическая конференция

«Испытай себя»

Зависимость формы снежинок от климатических условий на территории посёлка Залари                    

                      Автор: Макаренко Елизавета,

 МБОУ Заларинская средняя

общеобразовательная  школа №1

 п. Залари  Заларинского района  

Иркутской области, 5 класс

Руководитель: Гордина Елена Васильевна,

 учитель географии, высшая

 квалифицированная категория

МБОУ Заларинская средняя

 общеобразовательная школа №1

 п. Залари

Залари – 2014. г

Цель:    Исследование зависимости форм снежинок от климатических условий (температуры, влажности,  скорости  ветра, облачности) на территории п.Залари.

Гипотеза: если провести наблюдения за формами снежинок и климатическими условиями, то можно выявить  зависимость между ними.

Задачи:

1. Изучить научную литературу о  формах снежинок, классификацию снежинок,  факторах влияющих на форму снежинок.

2. В дни снегопада в зимний период  пронаблюдать за формой снежинок в зависимости от климатических условий на территории п. Залари.

3. Определить какой вид снежинок преобладает.

4. Установить зависимость формы снежинок от климатических условий:

температура, влажность, скорость  ветра, облачность.

5. По полученным наблюдениям сформулировать соответствующие выводы.

Объект  исследования:  формы снежинок при  разных климатических условиях.

Предмет исследования: формы снежинок

1. Ученые, которые изучали формы снежинок

Даже невооруженным взглядом рассматривая снежинки, можно заметить, что ни одна из них не повторяет другую. Предполагается, что в одном кубическом метре снега находится 350 миллионов снежинок, каждая из которых уникальна. Не бывает пятиугольный или семиугольных снежинок, все они имеют строго шестиугольную форму. 

Впервые на прекрасные снежинки как на кристаллы строгой формы обратил внимание ученый Иоганн Кеплер. О своих наблюдениях и выводах он рассказал в 1611 году в трактате «О шестиугольных снежинках».

В 1635 году формой снежинок заинтересовался французский философ, математик и естествоиспытатель Рене Декарт и написал этюд, включенныйим впоследствии в «Опыт о метеорах».

В 1665 году английский естествоиспытатель Роберт Гук издал большой труд под заглавием «Micrographia», который содержал эскизы практически всех форм кристаллов, которые он смог увидеть с помощью только что изобретенного микроскопа. Работы Гука впервые показали сложность, и запутанность симметрии кристаллов снега.

В историю исследования снежинок внесли свою лепту и японцы. Феодальный правитель Страны восходящего солнца Тосицура Онаками Дои с присущим японцам чувством точности и хрупкости красоты составил 97 рисунков «снежных цветков». Сделанные в 1839 году, они с полным правом считаются самыми точными изображениями снежинок до открытия микрофотографии.

Но особенно формами снежинок учёные заинтересовались благодаря Уилсону Бентли – фермеру из американского штата Вермонт. Он родился в 1865 году и в пятнадцатилетнем возрасте получил в подарок от матери микроскоп. На улице мальчик рассматривал снежинки, которые поразили его разнообразием и красотой форм. На протяжении трех зим он пытался зарисовать снежные кристаллики, но они были слишком сложны и быстро таяли. Фотоаппарат, прикрепленный к микроскопу, разрешил эту трудность, и целых полвека Бентли фотографировал снежинки, делая до 300 снимков за зиму.

2. Классификация снежинок

В 1951 году Международная Комиссия по Снегу и Льду приняла классификацию твёрдых осадков. Согласно ей все снежные кристаллы можно разделить на следующие группы: звёздчатые дендриты, пластинки, столбцы, иглы, пространственные дендриты, столбцы с наконечником и неправильные формы. К ним добавились еще три вида обледеневших осадков: мелкая снежная крупка, ледяная крупка и град.

3. Как  образуются снежинки

Основа для формирования снежинки, её крошечное ядро - это ледяные или инородные пылинки в тучах. Молекулы воды, хаотично перемещающиеся в виде водяного пара, проходят через облака, то вместе с температурой они теряют и скорость. Все больше и больше шестиугольных молекул воды присоединяется к растущей снежинке в определенных местах, придавая ей отчетливую форму. При этом выпуклые участки снежинки растут быстрее. Так, из первоначально шестигранной пластинки вырастает шестилучевая звездочка. По мнению специалистов в этой области, главная особенность, определяющая форму кристалла, - это крепкая связь между молекулами воды, подобная соединению звеньев в цепи. Кроме того, из-за различного соотношения тепла и влаги кристаллы, которые в принципе должны быть одинаковыми, приобретают различную форму. Сталкиваясь на своем пути с переохлажденными мелкими капельками, снежинка упрощается по форме, сохраняя при этом симметрию. Порхающую в воздухе снежинку подстерегают две опасности. Во-первых, она может растаять, оказавшись в более теплых воздушных слоях. Во-вторых, во время полета происходит постепенно испарение снежинки, усиливающееся в ветреную погоду и при уменьшении относительной влажности воздуха.

4. Факторы, влияющие на образование снежинок

В начале XXв. связь между формой ледяных кристаллов и температурно-влажностными характеристиками облаков различных форм привлекала внимание ученых. Например,  в 1930-х годах Б. П. Вейнберг высказал мнение, что снежинки являются “иероглифами”, несущими на себе записи условий тех слоев, где они возникли и через которые проходили до падения на землю. Последующие теоретические и экспериментальные исследования подтвердили это высказывание: было установлено, что основными факторами, определяющими форму образующихся частиц и характер их последующего роста являются температура воздуха и пересыщение водяного пара.

Лабораторные опыты по выращиванию снежинок показали, что форма снежинок напрямую зависит от температуры и влажности воздуха.
Основная форма снежинки зависит от температуры, при которой она образуется. Чем выше облако, тем оно холоднее. Высокие перистые облака, «дрейфующие» при температурах ниже минус 35°С, состоят из кристалликов-призм, которые выглядят, как блестящие подвески люстр, сверкающие в лучах солнца. Кристаллы различной формы образуются при разной температуре. Если температура в облаке в пределах минус 3 до 0 градусов, то образуются плоские шестиугольники; от -5 до -3°С формируются игольчатые кристаллы; от -8 до -5°С образуются столбики-призмы; от -12 до -8°С вновь появляются плоские шестиугольники; от -16 до -12°С возникают первые звездчатые снежинки. При дальнейшем снижении температуры образуются снежинки всех типов. Кристаллы-столбики, образующиеся в холодных облаках высоко над землёй при очень низких температурах, падают на грунт сквозь более теплые облака, при этом на концах могут вырасти звёздочки. По мере того, как снежинка растёт, она становится тяжелее и падает на землю, при этом форма её изменяется. Если снежинка при падении вращается, как волчок, то её форма идеально симметрична, если же она падает боком или иначе, то форма будет несимметричной. Падающие кристаллы слипаются, формируясь в снежные хлопья. В каждой такой крупной снежинке содержится от 2 до 200 снежных кристаллов. Таким образом, форма снежинки – это естественная запись её маршрута по разным облакам с различной температурой.

1. Практическая часть.

Форма снежинок в зависимости от климатических условий с ноября 2009 по февраль 2010 года на территории п. Залари(таблица)

Литература

1. Астапенко П.Д. Вопросы о погоде.- з-е изд. – Л., Гидрометиоиздат, 1987г.
2. Я познаю мир: Дет. энцик.: География/ Авт.-сост. В.А.Маркин; и др.; Под общ. Ред. О.Г.Хинн. – М.: ООО «Издательство АСТ»
3. География энциклопедия. М.: «Росмэн» 1995 г.
4. Журнал «Наука и жизнь», №1, 1982 г. «Снег» М.Софер, кондидат географических наук.
5.  http://www.o8ode.ru/ Всё о воде. 17.02.2010
6. http://ru.wikipedia.org   Википедия. Свободная энциклопедия 13.01. 2010