Первый снег всегда приносит радость и детишкам, и взрослым. Да и в последующие дни выпадение этих осадков никого не оставляет равнодушным. Ребятня забрасывает друг дружку снежками, строят сказочные замки, взрослые становятся на лыжи. Но задумывался ли кто-то над вопросами: «А от чего зависит влажность снега? Почему в одни дни можно слепить снежок, а в другие – снег становится рассыпчатым и ни в какую не хочет сбиваться в шарик?» А ведь ответ лежит на поверхности: все это зависит от влажности и температуры воздуха и почвы под снегом. А вот от чего зависят эти показатели?

Температура почвы под снегом.

Снег, как хороший теплоизолятор, оказывает большое влияние на защиту почвы от промерзания. И чем рыхлее снег, тем сильнее будет почвозащита от воздействия низких температур. Но значение это не однозначное и может отличаться один показатель от другого не только от дальности регионов, но и в пределах одной области или района и зависит от температуры земного покрова в момент выпадения снега. Если снег ложится на глубоко промерзшую почву, а высота снежного покрова не велика, то температура почвы под снегом, на его поверхности и температура воздуха над ним будут почти идентичны. В то же время если в этих районах высота снега достигает 15-20 см., то разница между температурой почвы и снежной поверхности будет составлять 6-8 градусов; при этом поверхность земли будет теплее. С другой стороны, если снег выпадает на непромерзлую землю, а глубина снежного «покрывала» достаточно велика, то температура земли под снегом будет приблизительно от нуля до -0,5 градусов. Это говорит о том, что снег, как плохой проводник тепла, отражающий ультрафиолетовые лучи солнца, надежно защищает верхний слой земли от остывания. В то же время поверхность почвы не может иметь плюсовую температуру, так как в этом случае снег при соприкосновении с землей будет таять.

Опыты ученых показали, что при температуре воздуха -25…-28 градусов и высоте снежного покрова 25 – 30 см температура земли не опускается ниже -10 гр., а на глубине 35 – 40 см – ниже -5 гр. В то же время при температуре воздуха -45 гр. и высотой снега до 1,50 м и при условии, что снег довольно рыхлый, температура почвы не опускается ниже -8 гр. Это еще раз доказывает то, что снег, как надежный щит, закрывает землю от замерзания.

Что теплее – снег или воздух?

Температура снежного покрова зависит как от его толщины, так и от температуры воздуха над ним, а так же и от температуры почвы. Земля, накапливая летом тепло, с наступлением холодов остывает медленно. Снег, как отличный теплоизолятор, покрывая землю, сохраняет это тепло даже в самые сильные морозы. Поэтому температура снега зависит от толщи снежного «покрывала» и температуры воздуха над ним. Если снег прикрыл землю на 10-15 см, то его температура и температура воздуха будут практически одинаковы. В том случае, когда снег ложится глубиной до 120 – 150 см, разница температур может изменяться как непосредственно самого снежного покрова, так и в отношении к температуре воздуха. Снег наверху будет холоднее, чем у поверхности земли, так как забирая у нее тепло, он начинает сам прогреваться. В то же время на поверхность снега оказывает влияние морозный воздух, остужая его. Поэтому на глубине приблизительно 45-50 см его температура будет выше, чем на поверхности приблизительно на 1,5 – 2 гр., а у самой земли – на 4-6 гр. При этом температура воздуха на расстоянии до 1 м будет такая же, как и температура снежного покрова. В то же время на высоте от 1,50 м и выше показатель этот будет значительно ниже.

Согласно опытам ученых температура воздуха, так же как и снега зависит и от времени суток. Наблюдая за исследованиями, они сделали вывод, что наиболее высокая температура снега (-0,5 гр.) наблюдается днем от 13:00 до 15:00, а наиболее низкая (-10) в период с 02:00 до 03:00. В этот же период температура воздуха днем поднималась до +6 гр., а ночью опускалась до –15 гр. Таким образом можно сделать вывод, что температура снега контролируется тремя показателями – температурой воздуха, глубиной снежного покрова и температурой почвы. Изучив эти показатели, можно делать прогнозы во многих отраслях народного хозяйства.

Влияние снега на окружающую среду.

Снег, укрывая землю, сохраняет ее тепло, защищает от замерзания почвы. А это очень важный фактор в первую очередь для сельского хозяйства и в первую очередь для сохранения озимых культур. Посеянные осенью и проросшие зерновые под снежным покровом спокойно переносят даже лютые морозы, в то время, как в местах, где снега нет, а мороз сковывает землю они вымерзают. То же происходит и с садовыми растениями. В бесснежные зимы почва промерзает, что способствует растрескиванию и вымерзанию корней, «ожогам» на коре деревьев.

В то же время резкие перепады температур могут оказать и отрицательное влияние как на природу, так и на деятельность человека. Так при часом изменении температуры воздуха от + до – снег при положительных температурах начинает таять, а затем при ее снижении – подмерзать, что способствует появлению подмерзшей корки. Наст усложняет пользование зимними пастбищами. Талые воды смывают плодородный слой земли, что часто приводит к эрозии почвы. Скопившись в низине, они способствуют вымоканию озимых. Но в настоящее время люди научились контролировать уровень снега. Так, в районах, где снега выпадает мало, на полях ставят специальные щиты, которые задерживают снег. А в местах, где скопляется много талой воды – прорывают водоотводящие каналы.

И все же, невзирая на все отрицательные факторы, мы всегда радуемся этим белым, пушистым звездочкам. Снова и снова с улыбкой следим за детворой, спускающейся на санках со снежной горки, делаем прекрасные фотографии заснеженных деревьев, вместе с малышами лепим снежную бабу. И смеемся, смеемся, смеемся…

ТЕМПЕРАТУРА
Температуры, указанные на упаковках большинства мазей - это температуры воздуха. Первая отправная точка при выборе мази - это замер температуры воздуха в тени. Это необходимо сделать в нескольких точках вдоль трассы, особо учитывая то, какая точка является наиболее критической, вроде равнинного участка. Полезно знать также температуру поверхности снега. Но надо помнить, что, достигнув точки замерзания (0,5°С), температура снега дальше расти не будет, как бы не поднималась дальше температура воздуха. В этом случае лучше использовать температуру воздуха и обратить большее внимание на определение содержания воды в снеге.

ВЛАЖНОСТЬ
Влажность важна, но скорее как локальная тенденция климата, а не как необходимость каждый раз точно измерять ее процентную величину. Важно знать только, проходят ли соревнования в зоне сухого климата, со средней влажностью до 50%; нормального климата 50-80% или влажного климата от 80% до 100%. Помимо этого, конечно, надо отметить ситуацию, когда выпадают осадки.

ЗЕРНИСТОСТЬ СНЕГА
Для выбора мази важен также вид кристалла снега и получающейся снежной поверхности. Падающий или очень свежий только что выпавший снег - наиболее критическая ситуация для смазки. Острые кристаллы требуют мази, которая не допускает проникновения кристаллов снега, а при более высоких температурах она должна обладать еще и водоотталкивающими свойствами.
При положительных температурах воздуха температура снега остается равной 0,5°С. Количество воды, окружающей ледяные кристаллы, возрастает до тех пор, пока снег не становится насыщенным водой. В этом случае требуются сильно водоотталкивающие мази и накатка крупных желобков на скользящую поверхность.
* Мелкозернистый снег, острые кристаллы требуют накатки узких, более мелких желобков.
* Более старый, лежалый снег при средних зимних температурах требует накатки средних желобков.
* Вода и большие, круглые снежные кристаллы требуют накатки крупных желобков.
Приблизительно влажность воздуха можно определить и гигрометра:
Ясное безоблачное небо ниже 75%
Редкие облака, или облачно (тонкий слой облаков) 75 ... 85%
«Тяжелая» облачность, снегопад 85 ... 95%
Дождь 100%

ДРУГИЕ ФАКТОРЫ

Снег меняется от свежего нового снега до льда. Это означает, что свойства снега также меняются между крайними точками. Чтобы удовлетворить и крайним условиям, и всем промежуточным, необходимо достаточное количество мазей и соответствующее им профилирование (структура) скользящей поверхности.

Атмосфера и состояние снега непрерывно изменяется. Снег под влиянием атмосферных явлений может нагреваться или охлаждаться.
Скорость изменений зависит от температуры воздуха и влажности. Так, переувлажнение воздуха вызывает конденсацию на поверхности снега, в результате чего выделяется скрытая теплота, и возникает необходимость использовать более теплые мази, чем следовало бы исходя только из температуры. С другой стороны, при сухой погоде происходит сублимация снега - процесс, отнимающий тепло от слоя снега. Это требует применения более твердых мазей, чем диктуется температурой воздуха.

Ветер легко может изменить картину поверхности снега. По переметенному ветром снегу как правило, скользят плохо. Это происходит потому, что частицы снега дробятся на более мелкие, которые трутся друг о друга, в результате снег становится более плотным. Большая плотность поверхности увеличивает площадь контакта между лыжней и снегом, что ведет к более высокому трению.

Альбедо, или отражательная способность, является важным фактором, хотя нередко упускается из виду. Альбедо поверхности снега определяет количество энергии солнечного излучения, поглощаемого поверхностью снега. Отражательная способность зависит от размеров и плотности снежного зерна, угла возвышения солнца, высоты местности над уровнем моря и степени загрязненности поверхности снега. Сухой, чистый снег при низко стоящем солнце может иметь альбедо около 95%; это означает, что практически все падающее излучение отражается.
Очень грязный, пористый, сырой снег может иметь альбедо в промежутке от 30% до 40%; в этом случае примерно 2/3 падающего излучения поглощается снегом.

Падающее излучение является коротковолновым (видимый свет). Земля, в достаточно хорошем приближении являющаяся нагретым черным телом, испускает длинноволновое тепловое излучение (в основном дальняя инфракрасная область). В ясную погоду за счет этого излучения почва может заметно охлаждаться. В облачную погоду тепловое излучение отражается облаками, что ведет к потеплению.
Все это означает, что, в дополнение к температуре и влажности, Вам надо еще учесть, охлаждается или нагревается поверхность снега в результате процессов, связанных с излучением, так как ход этих процессов может не зависеть от температуры.
В общем, необходимо чувствовать, что происходит, в терминах средней температуры воздуха, температуры снега, влажности и содержания воды в снеге. Также определите тенденции изменения погоды в течение дня, например, как быстро теплеет с раннего утра до времени гонки около полудня. При тренировках обратите внимание на то, нет ли тенденции к резкому подъему температуры в часы соревнований. Эта информация о тенденциях погоды должна быть принята во внимание при выборе мази.

ХАРАКТЕР ТРЕНИЯ СНЕГА Обычно при смазке гоночных лыж трение снега делится по характеру на три разновидности:
1 .Мокрое трение снега
Температуры положительные. Снег, насыщенный свободной водой между кристаллами. Трение определяется как смазывающим свойством водяных капель, так и сопротивлением в результате подсасывания на толстых водяных пленках.
2.Промежуточное трение
Температуры примерно от 0,5 °С до -12,5 °С. Трение с долей скольжения, зависящей от температуры. Элемент мокрого трения определяется водными пленками различной толщины (зависящей от температуры), окружающими ледяные кристаллы.
3.Сухое трение
Температуры примерно от -12,5 °С и ниже. С понижением температуры толщина смазывающих водных пленок падает до тех пор, пока их влияние на трение снега не становится совсем незаметным. Трение в этом случае начинает определяться деформацией кристаллов снега, их срезанием, вращением и т.п.

Для овладения искусством подбора лыжных мазей необходимо знать природу и особенности самого снега. Различают три основных вида снега:
1) падающий снег в атмосфере;
2) снег на поверхности земли;
3) иней и морозные образования на земле, являющиеся собственно не снегом, а видами льда.
Снег в атмосфере. Снег является твердым осадком, он существует в виде скоплений ледяных кристаллов. Кристаллы могут иметь весьма различные формы, но все они шестиугольные. Любые осадки начинаются с образования водяных паров в атмосфере. Когда температура становится достаточно низкой, эти пары конденсируются, образуя облака, которые могут состоять из водяных капель или кристалликов льда. Снежные кристаллики растут до тех пор, пока в атмосфере имеется избыток водяного пара. Достигнув определенных размеров, они начинают падать на землю, В зависимости от условий в тех воздушных слоях, сквозь которые проходят кристаллики, они могут принимать различные внешние очертания. Кристаллик который в конце концов касается поверхности земли, может иметь весьма сложную форму, но это может быть и совсем простая шестиугольная пластина льда, не подвергшаяся с момента её образования существенным изменениям, форму кристалликов определяют температура и состав водяного пара в слоях облаков.

При выборе мазей структура падающего снега играет второстепенную роль. Но кристаллики, покрытые тонким слоем инея с переохлажденными, а затем замёрзшими капельками воды, заслуживают некоторого внимания. Хотя температура воздуха говорит в пользу применения довольно твердой мази, например, зеленой, при таких условиях нередко возникает необходимость воспользоваться более мягкой мазью, например, синей, или даже синей "экстра", чтобы обеспечить достаточное сцепление. Такой снег часто выпадает в прибрежных районах. Звездообразные кристаллики очень остры, и лыжи плохо скользят. Если выпадает такой снег, а температура воздуха такова, что можно использовать и зеленую и синюю мази, следует воспользоваться более твердой из них - зеленой. Именно эта мазь обеспечит достаточное сцепление.
Снег на поверхности земли. Этот тип снега определяет выбор мази. В тот момент, когда падающий снег касается земли, начинается его перестройка (метаморфоза снега).

Описание и классификация снега на земле в зависимости от погоды и ветра представляет собой проблему несколько отличную от той, с которой мы сталкиваемся при изучении падающего снега. В известном смысле эта проблема более проста, поскольку мы имеем тут дело с меньшим числом форм, но вместе с тем возникают и некоторые сложности, так как снег на земле подвергается непрерывным изменениям.
Снежное покрытие состоит из воды в твердой форме, то есть льда и снега, и газа (влажный воздух и водяной пар), циркулирующего в пространстве между снегом и частицами льда Когда начинается таяние, то поры между кристалликами заполняются водой. Снег можно классифицировать и по возрасту, содержанию влаги, размеру кристалликов, их форме, твердости и пористости (соотношению объем пор/общий объем).
Свежевыпавший снег обладает плотностью около 0,1 г/см2 . Достигая поверхности земли, он образует покров различной толщины, в зависимости от рельефа местности и т.п. В среднем можно считать, что 1 мл осадков соответствует 1 см снежного покрова. В верхних слоях снежного покрытия плотность колеблется от 0,25 до 0,4 г/см. С увеличением глубины плотность немного возрастает.

Снежная метель. Воздействие ветра. При метели и сильном ветре падающий и уже выпавший снег смешиваются и вихрями взметаются с поверхности земли, двигаясь по направлению ветра. Отличить свежий снег от старого без микроскопа просто невозможно. От трения друг о друга и о поверхность земли все кристаллики вскоре становятся относительно более мелкими и менее округлыми. Вихри снега над поверхностью земли на ровных участках местности возникают при скорости ветра свыше 5-7 м/сек. При увеличении скорости ветра снежный буран растет в высоту: при 10 м/сек он превышает рост человека.

В снежную бурю в горах видимость может падать до 5 м. Лыжи идут плохо, туго, скольжение плохое из-за того, что кристаллики снега мелкие и слипшиеся. Даже лучшая мазь не обеспечит хорошего скольжения и сцепления лыж при такой погоде.
При температуре около 0 С это превращение будет идти быстро, а при морозе -40 С - очень медленно. Поскольку процесс этот уничтожает и стирает первоначальные кристаллические формы, его называют разрушающим или деструктивным. Окончательным продуктом разрушения является зернистый тип снега с плотностью 0,5-0,6 г/см2. Зерна имеют округлую форму, связь между ними рыхлая. Среди них преобладают зерна размером от 0,5 до I мм, и лишь немногие бывают меньше 0,2 мм.

Созидающие превращения. Маленькое снежное зернышко растет. Вокруг первоначального кристаллика путем конденсации образуется новый пирамидообразный, который нередко называют чашевидным. Процесс этот зависит от разницы температур в снежном покрове. Наилучшие условия для его протекания существуют в ближайшем к поверхности земли слое, поскольку именно тут благодаря теплу почвы температура бывает более высокой.
Самая большая разница температур наблюдается обычно в середине зимы, когда на поверхности температура может быть, например, -20-30°С, а на полметра глубже, благодаря теплоизолирующим свойствам снега - лишь 0°С. При таких условиях образуются крупные чашевидные кристаллы. Этот тип снега обладает минимальной способностью выдерживать нагрузки веса и натяжения. Любое внешнее воздействие может вызвать снежные обвалы. Поэтому при беге по крутой горной местности следует проявлять особую осторожность.

Таяние снега. Снег подвергается быстрым изменениям, когда температура воздуха минует нулевую отметку: он все больше оседает по мере того, как округляются его кристаллики. Мокрым называется снег, который содержит свободную воду. Сам процесс таяния в снежном покрове достаточно сложен. Талая вода стекает вниз и замерзает в другом слое снега. Образуемые при этом кристаллики достигают 3 мм в диаметре, в свою очередь они могут склеиваться в зерна диаметром до 15 мм.

Если таяние идет медленно, то значительная часть образовавшейся воды может задерживаться в порах между снежными зернами. Когда весь снежный покров прогревается до О0С, начинается собственно период таяния, и все поры насыщаются водой. Тогда говорят, что снежный слой уже созрел и предстоит сток талых вод. В таких условиях применяют только клистерные мази.

Мороз и образование инея. На поверхности снега может образовываться иней, который подвергается тем же трансформациям, что и обычные снежные кристаллики. Водяные пары в воздухе могут образовывать иней путем возгонки, как только температура опускается ниже нуля. При этом температура снежного покрова (или твердого тела) должна быть ниже температуры образования росы в воздухе. Иногда переохлажденные капельки воды замерзают, соприкасаясь с твердыми предметами в воздухе или на поверхности земли при температуре ниже 0°С. Когда на снегу из-за возгонки образуются большие листообразные ледяные пятна, то скольжение бывает исключительно хорошим.

Лыжники, которым доводилось бежать по такому снегу вряд ли забудут это особое ощущение почти полного отсутствия трения. Под лыжами слышится похрустывание - это трескаются рыхлые кристаллики. Причину столь малого трения нетрудно понять. Кристаллики имеют вид неправильных, полых шестигранных тел без острых или выступающих концов.

Благодаря этому их взаимное трение и трение о другие тела чрезвычайно мало. Подобные условия возникают обычно зимой, когда ночью стоит ясная погода и дует слабый ветер. Существует и другой тип снежной поверхности, мы можем часто видеть его весной в горах. Здесь такие факторы, как холодный воздух (ниже 0°С), потери тепла от излучения и испарения могут, воздействуя совместно на снежную поверхность, заметно охладить её, и в то же время, солнечные лучи настолько сильны, что сильно прогревают снег и он начинает подтаивать в глубине. При взаимодействии этих факторов образуемая при таяние вода замерзает, постепенно создавая тонкую ледяную пленку. Находящийся подо льдом снег становится мокрым. Если лыжник попадает на такие участки до того, как лед начинает проваливаться, он и здесь насладится феноменальным скольжением по зеркальной стекловидной поверхности снега: пленка под лыжами трескается, хрустя и поскрипывая, скорость на спусках очень велика, и лыжник несется по снегу с минимальной затратой сил.

Идеальная смазка гоночных лыж для классического хода должна обеспечивать как малое трение при скольжении, так и высокое статическое -при толчке. Как известно, при трении лыж о снег выделяется тепло, которое способствует образованию тончайшей пленки воды. Присутствие воды экспериментально доказано путем измерения электрического сопротивления.

Большинство знает по опыту, что сопротивление скольжению возрастает с понижением температуры. Испытания на снегу с примерно одинаковой степенью зернистости показали, что наилучшее скольжение бывает при температуре -4°С. По мере понижения температуры трение возрастает. При -70-80°С лед обладает той же твердостью, что и полевой шпат, а трение при скольжении по нему будет таким же, как и по песку. Когда температура снега достигает 0°С, кинематическое трение будет зависеть от содержания в нем воды. Чем больше талой воды, тем больше контактная поверхность и, следовательно, тем выше сопротивление. Исследования показали, что трение на крупнозернистом снегу вдвое меньше трения на свежевыпавшем снеге, при одинаковых температурах.

Снежное покрытие под давлением лыжи спрессовывается, принимая в известной мере форму лыжи, При поверхностном наблюдении может показаться, что вся скользящая поверхность контактирует со снегом. Этого однако не происходит, лыжи опираются на самые верхние края частиц снежного покрытия.

Следовательно непосредственный контакт между лыжами и снегом бывает лишь в ряде точек, и именно в этих точках при каждом толчке возникает сопротивление.

После завершения скольжения лыжи 0,1-0,2 секунды стоят неподвижно. Таяние прекращается, и тонкий слой жидкости исчезает. Снежные кристаллики проникают в контактную поверхность, создавая сцепление. Именно здесь существенным фактором служит смазка. Твердость мази должна быть подобрана соответственно твёрдости кристалликов так, чтобы возникло сопротивления движению, но в то же время мазь не должна настолько мягкой, чтобы снег стал налипать на лыжи. Если при выбранной мази лыжи отдают назад, значит она слишком тверда, и снежным кристалликам не удается проникнуть в слой мази. При правильном выборе смазки закрепившиеся на лыже снежные кристаллики тотчас будут сметены, как только она снова придет в движение. Если температура снега повышается, приближаясь к нулевой отметке, то слой жидкости или часть его может оставаться на лыже и после того как закончится фаза скольжения. Если мы не положим в такую погоду мягкую мазь, лыжи будут отдавать назад.
Когда температура воздуха поднимается выше О0С, трение скольжения начинает быстро уменьшаться. Вообще же это трение бывает более сильным на свежем снегу, а не на старом крупнозернистом, наименее заметно оно на чистом льду.
Подготовка лыж к соревнованиям производится, учитывая все погодные условия, рельеф трассы и личный опыт.

На качество скольжения оказывает влияние несколько факторов, к важнейшим из которых следует отнести:
* конструктивные особенности лыж, в т.ч. качество скользящего покрытия (тефлона);
* микроструктура скользящей поверхности;
* метеорологические факторы (температура воздуха и снега, влажность, структура снежного покрова, динамика атмосферных явлений и др.);
* качество применяемых скользящих мазей;
* способ нанесения скользящей мази на лыжу.

Снег – это атмосферные осадки, состоящие из мелких кристаллов льда. Существует устойчивое мнение, что снег является хорошим теплоизолятором и поэтому может обладать едва ли не волшебными свойствами на маршруте. Особенно хороши такие теоретические изыскания дома в тепле.

Давайте рассмотрим более внимательно аспекты использования снега на маршруте.

Снег выпадает на поверхность земли в форме снежинок примерно 5 мм в диаметре и массой 0,004 гр. При этом снежинки на 95 процентов состоят из воздуха и как раз именно это обеспечивает показатель теплоизоляции в 0,1-0,15 вт\м*гр, при плотности 100-200 кг\м3. Показатель теплоизоляции сравним с хорошими строительными утеплителями. Судя по этому, можно просто выйти на улицу, упасть в сугроб и спокойно спать – будет тепло. Тем не менее, если бы всё было так, то бомжей на улицах нашей страны было бы больше, чем в любом другом государстве мира.

Выйдем на улицу и пройдёмся по снегу. Он хрустит. За счёт чего? За счёт того, что кристаллики льда ломаются и снег уплотняется. Как частный случай, при температуре от минус двух и теплее снег не скрипит, так как кристаллы льда не ломаются, а тают. Конечного результата это не меняет – снег становится более плотным и его показатели теплоизоляции падают. Кроме этого, снег не имеет свойства лежать на поверхности именно в том состоянии, в котором упал. Он постоянно меняется, с течением времени, изменения температуры, влияния ветров, из-за переноса и дрейфа по склонам. В горах снег постепенно может превратиться в фирн, а затем в лёд. Существует большое количество состояний снега, но наилучшими теплоизоляционными свойствами обладает только свежевыпавший. Увы, обладает он этими свойствами только до тех пор, пока его не сжать. В целом, в процессе изменения свойств снега его плотность может значительно увеличиться, а теплоизоляция ухудшиться почти на порядок.

Почему тогда рекомендуются снежные норы при аварийных зимних ночёвках? Можно ли переночевать в сугробе в одежде, просто закопавшись в снег? Почему северные народы строят хижины из снега? Если, казалось бы, всё так плохо с теплоизоляцией у снега?

По поводу ночлега в сугробе всё просто – зависит от одежды. В принципе, каждый из трёх вышеозначенных вопросов завязан на второй закон термодинамики, как и почти всё, связанное с теплом. Человек, полностью зарывшийся в снег, составляет со снегом систему, которая должна уравновеситься в отношении температуры. Так как температура человека выше, чем у снега, то тепло должно интенсивно уходить от него в толщу снега. Одежда как раз должна эти потери предотвращать. Хорошим моментом является уже само то, что температура снега выше, чем воздуха и выше, чем грунта. Это уменьшает потери тепла.

Плохим моментом мы получаем то, что снег может таять и, во-первых, превращаясь в лёд, значительно терять в теплоизоляции, а во-вторых, проникая в мокром виде в нашу одежду, может снижать её теплоизоляцию. Отсюда вывод – одежда должна быть такой толщины и обладать такими свойствами, чтобы тепло, выделяемое человеком, почти полностью сохранялось в пакете одежды, при этом температура поверхностного слоя этого пакета должна всегда быть равной температуре снега, в который мы улеглись. Вот два условия, при которых ночёвка в слое снега будет безопасной. Многие животные за счёт этого и переживают зиму – шкура позволяет и жир под ней. Естественно, для всего этого нужно быть здоровым и сытым, потому что потери тепла в принципе неизбежны, и оно должно генерироваться организмом. Также соответствующим пакетом одежды должно обеспечиваться всё тело полностью, включая все лапы. Другими словами, если в хорошем тельнике, бушлате на меху, толстых ватных штанах, валенках на тёплые носки, меховых рукавицах и шапке на меху залезть в снег, то можно там вполне удобно устроиться.

О строительстве снежных нор и особенностях ночёвок в них я уже . Зачастую для норы приходиться искать специальное место, например, надув, где её можно вырыть. Или же самому нагребать кучу снега и ждать некоторое время, пока она смёрзнется. В отличие от просто ночёвки в сугробе, задачей норы может ставиться как раз изоляция поверхности одежды от снега. То есть, одежда слишком неподходящая, для того, чтобы просто завалиться в снег. Кроме того, в горах при непогоде другого варианта может не быть. Да, теплоизоляция снега в таких случаях невысока, но она есть в принципе. В норе нет потерь от конвекции - если нора правильно сделана, конечно. Это особенно важно, когда снаружи ветер.

Если мы роем снежную нору и у нас недостаточно плотный пакет одежды, чтобы предотвратить потери тепла через тепловое излучение, то немаловажным в успехе дальнейшего бытия будет играть коврик или импровизированная подстилка. Если её не будет, то замерзание в таком случае станет неизбежным. Если она есть, то воздух между вашим телом и стенами норы, благодаря тепловому излучению от вашего тела, немного прогреется. Чем теплее и безветреннее будет снаружи, чем толще стены у вашей норы, тем выше будет температура внутри. Ненамного, конечно, но выше. Бывает, перепада температур достаточно для выживания. Что такое перепад температуры в десять градусов? Это много для аварийной ночёвки, но при минус сорока градусах снаружи это может уже не помочь. Плюс к этому, одежда может отсыреть и если к следующей ночи она не высохнет, выжить станет сложнее.

Отсюда вывод – при неизбежной ночёвке в толще снега, чем хуже одежда, тем более чаша выбора между убежищами должна склоняться в сторону норы, при прочих равных условиях, конечно.

Теперь о снежных хижинах эскимосов – иглу. Почему свои дома они строят из снега? Ответ очевиден и прост донельзя – а больше строить не из чего. Больше там ничего нет. Это, во-первых. Во-вторых, хижины отапливаются жировками – горелками на жире. Тут всё просто – можно построить самый технологичный и тёплый дом на свете, потом прийти в него среди суровой зимы и обнаружить, что там холодно. Логично – тёплый дом, спальный мешок, одежда и прочее, они должны удерживать уже существующее тепло, а сами по себе они греть не могут, так как для этого нужен источник энергии. Также и иглу эскимосов – они теплы, пока в них топят. Также, как туристическая палатка с печкой – на улице может быть минус тридцать, а внутри плюс тридцать. Разница только в том, что палатка теплоизоляции вообще никакой не имеет и стоит только прекратить топить печку, как температура в течение короткого промежутка времени сравняется с уличной. У иглу теплоизоляция какая-никакая, а присутствует. По сравнению с палаткой, она просто отличная. Грамотная конструкция, плюс в долговременных посёлках шкурами укрываются и стены жилища, существенно повышая степень удерживания тепла.

В походах с палаткой снег может являться защитой от ветра. Палатку вкапывают, юбку засыпают снегом, строят ветрозащитные стены из блоков. В долговременных лагерях выше уровня леса и при наличии толстого снежного покрова, кухни и отхожие места часто делаются в виде пещер, а переходы между палатками и пещерами выполняются траншеями.

Вывод: снег хороший теплоизолятор в том случае, если ничего другого нет, и при том условии, если с умом подходить к его использованию. Но его свойства не спасут человека, который уже замёрз, устал, голоден или просто его снаряжение и одежда не позволяют достичь цели выживания при помощи только лишь укрытий из снега.

Температура снежного покрова
По материалам экспедиции в ГАС ГАО 3 - 10 марта 2007 г

Егор Цимеринов. Meteoweb

На большей части наше страны, устойчивый снежный покров формируется ежегодно. В московском регионе продолжительность его существования составляет около 120 дней. На протяжении этого времени снежный покров, определяет: перенос солнечного излучения в атмосферу, трансформацию воздушных масс.
Кроме того, снежный покров является важным банком, запасающим влагу и определенным образом влияющий на весеннюю вегетацию растений.

В рамках экспедиции сайт в Горную Астрономическую Станцию (ГАС), были проведены измерения температуры снежного покрова на глубине 1,5 см. Одновременно измерялась температура и влажность воздуха.
Участок – сугроб, состоял из многомесячного слежавшегося снега, расположенного с северной стороны гостиницы.

Суточный ход температуры снежного покрова

На основании данных о температуре снега собранных в ходе экспедиции в ГАС, можно сделать, пусть и не в полнее точные, но достаточные качественные выводы о суточном ходе температура снега на глубине 1,5 см и его особенностях. Выводы эти сводятся к следующему:

Минимальная температура отмечается перед восходом Солнца - 7:00.

Максимальных значений температура достигает во второй половине дня около 15:00.

Температура снега всегда ниже нулевой отметки.

Совместный анализ хода температуры снега и воздуха

Сопоставление суточного хода температуры воздуха и температуры снега позволяют сделать следующие, качественные заключения:

Минимальное значение температуры воздуха опережает по времени минимальное значение температуры снега примерно на 1 -2 часа, и отмечается около 4 -5 часов утра.

Максимального значения температура воздуха достигает около 13 часов дня, т.е на 2 часа раньше максимума температуры снега.

Суточный ход температуры снега более ровный по отношению к температуре воздуха. Средняя суточная амплитуда температуры воздуха в рассматриваемый период составляет 2 градуса. Для снега этот показатель равен 0,9 градуса.

Особые явления

За время экспедиции в ГАС, было не менее 5 случаев с туманом из них не менее 2 с видимостью менее 10 метров. Удалось проследить динамику температуры снега во время таких сильных туманов.
Наиболее наглядно явление разогрева снега отраженно в наблюдениях проведенных 4 марта 2007 год.
Во второй половине дня, нижняя граница слоистых облаков (St). Достигла высоты, окружающих ГАС вершин, образуя на них туман.
К 15:00 на ГАС опустился туман, видимость упала до 10 метров. При слабом северо-западном ветре, в условиях отрицательной температуры воздуха и 100%, отмечено выпадение измороси.
Температура снега в этих условиях, в течение часа прибавила 0,5 градуса, в то время, как температура воздуха понизилась на 3 градуса.

Заключение

Представленные в настоящей работе данные, прежде всего, носят качественный характер, вследствие малого периода наблюдений. Совершенно ясно, что необходимо более длительное и подробное наблюдение за температурой снега на нескольких уровнях.

Когда на землю выпадает первый снег, и воздушные пушинки укрывают всё вокруг мягким белоснежным ковром, создаётся впечатление, будто нет ничего невесомее крохотной и маленькой снежинки: весит она около миллиграмма и редко достигает трёх.

Не может не удивлять, как за считанные часы белоснежным осадкам удаётся накрыть огромные пространства суши толстым пушистым одеялом, которое оказывается настолько тяжёлым, что непосредственно влияет на скорость вращения нашей планеты. Например, снег летом, в августе, покрывает лишь 8,7% всей поверхности Земли, при этом вес его составляет 7,4 млрд. тонн, а к концу зимы, перед началом весны, его масса увеличивается в два раза.

Снег – это разновидность атмосферных осадков, которые состоят из мелких ледяных кристалликов, выпадающих на поверхность нашей планеты из слоисто-дождевых облаков в зимнее время года, создавая снежный покров, постоянно или с незначительными перерывами укрывающий земную поверхность до прихода весны.

В регионе, где выпал снег, устанавливается минусовая температура, удерживающая осадки в кристаллической форме.

Когда температурные показатели становятся выше нуля, снег тает, а если этот процесс происходит в начале весны, это символизирует об окончании холодного периода. Выпадают ледяные кристаллики не везде: со снегом незнакомы люди, обитающие в странах, что расположены в экваториальных широтах (в Африке, Австралии, Южной Америке, Юго-Восточной Азии, Новой Зеландии и некоторых странах Центральной Азии).

Снежинки летят на землю из слоисто-дождевых облаков после того, как капельки воды прилипают к находящимся в тучах конденсационным зёрнам, мельчайшим частицам пыли. Если температура в верхних слоях атмосферы составляет от -10°С до -15°С, осадки выпадают смешанного типа, поскольку состоят из капель и ледяных кристаллов (в этом случае, выпадет дождь со снегом или мокрый снег), а если ниже -15°С – будут состоять лишь из ледяных кристалликов.

Когда образовавшиеся кристаллики начинают передвигаться вверх-вниз по облаку, они постепенно увеличиваются за счёт прилипающих к ним капель (они частично таят и кристаллизуются заново). В результате льдинки приобретают шестиконечные формы пластинок или звёздочек, лучи которых находятся или под углом 60 или 120 градусов. После этого к вершинам лучей начинают прилипать новые кристаллы, к которым также примерзают капли, в результате чего снежинки приобретают самые разнообразные формы.

Кристаллики обычно белого цвета, который они приобретают благодаря оказавшемуся внутри них воздуху: после того, как выпал снег, солнечные лучи, отбиваясь от воздуха и граничных поверхностей снежинки, рассеиваются и придают ей белоснежный вид. Стоит заметить, что любая снежинка на 95% состоит из воздуха, а потому характеризуется низкой плотностью и медленной скоростью падения (около 0,9 км/ч).

Существуют следующие виды ледяных осадков:

• Кристаллы – диаметр их составляет несколько миллиметров, являют собой кристаллы в основном шестигранной формы;
• Снежинки – каждая содержит около ста скрепленных между собой кристалликов, которые в случае мокрых осадков могут достигать больших размеров (до 10 см в диаметре);
• Иней – чрезвычайно холодные и маленькие капельки (например, туман);
• Град – этот снег летом выпадает обычно в виде крупных твёрдых льдинок и образуется, когда к кристаллику прилипают крупные капли.

Виды снежного покрова

После того как выпал снег в первый раз, приходит климатическая зима (период, когда температурные показатели в течение пяти дней ниже нуля градусов по Цельсию). Если температура в нижних слоях атмосферы в то время, как снежинки будут падать вниз, окажется очень низкой и будет дуть сильный ветер, кристаллики станут сталкиваться друг с другом, ломаться, крошиться и падать на землю в виде обломков.

А вот если ледяные кристаллы начнут лететь на землю при плюсовой температуре, выпадет мокрый снег. Стоит заметить, что если дождь со снегом выпадет из облака при отрицательной температуре, осадки, примерзнув к дороге, образуют гололёд.

Снег на земле постоянно видоизменяется. Как именно будет выглядеть снежный покров, во многом зависит от ветров (они делают его неравномерным), дождей (они его уплотняют), оттепелей, морей (на востоке России ледяных осадков значительно больше, чем в западной Европе: из-за влияния Атлантического океана осадки здесь выпадают в виде дождей).

Различают следующие основные виды снежного покрова:

• Пушистый снег – после того как выпал снег, он какое-то время представляет собой нетронутый пушистый покров. Этот снег зимой примечателен тем, что представляет собой мягкую подушку, а потому падение обычно обходится без травм: рыхлый снег смягчает удары. По нему очень трудно передвигаться, он вполне может скрывать под собой камни, лед, ветки деревьев, а из-за того, что нельзя точно определить глубину снежного покрова, можно неожиданно очутиться по колено в сугробе и даже увязнуть.
• Жёсткий – чем больше люди утаптывают снежный покров, тем жёстче он становится. Если он не раскатанный, то передвигаться значительно легче.
• Наст – корка твёрдого льда, которая накрывает пушистый снег. Формируют её солнце и ветер: тает снег сначала под солнечными лучами, после чего холодный воздух его снова замораживает. Наст может быть мягким, средним и твёрдым: мягкий наст будет проваливаться, по твёрдому насту можно ходить, а если он окажется средним, пешеход будет то скользить, то проваливаться. В горах слабое сцепление наста со снегом может вызвать лавину.
• Лёд являет собой замёрзший мокрый снег, который несколько раз растаял и снова замёрз. Этот тип снежного покрова наиболее неприятный, поскольку очень жёсткий, гладкий, скользкий, и падение чревато серьёзными последствиями, которые могут привести к травме или даже летальным исходам. Передвигаться по нему нужно очень осторожно и если есть возможность, обойти стороной.
• Мокрый снег – после того как температурные показатели воздуха оказываются выше нуля, ледяные кристаллы начинают таять и, наполняясь водой, превращаются в мокрый снег. В результате снежинки начинают слепляться и образовывать комки льда. Ступать по нему довольно опасно: можно промочить ноги, что чревато самыми разнообразными заболеваниями, а если поскользнуться, можно оказаться в холодной воде и промокнуть.

Время выпадения снега

Поскольку в последнее время климат нашей планеты чрезвычайно сильно меняется, учитывая непредсказуемость погоды, довольно сложно предсказать, когда выпадет первый снег. Например, в Якутии, на Чукотке, в Красноярском крае первый снег можно увидеть уже в начале октября, а таяние снегов в некоторых областях происходит лишь в июне.

А вот в Оймяконе (находится южнее полярного круга) невозможно определить, когда появится первый снег. Несмотря на то, что постоянный снежный покров здесь обычно появляется в конце сентября, его можно увидеть и в августе (таяние снегов в этом регионе происходит весной, в конце мая).

Что касается Европы, то первый снег здесь бывает уже в конце октября или в начале ноября (самый первый снег был зафиксирован в семидесятых годах в Москве: он выпал 25 сентября). Выпадает он в основном ночью, когда температура воздуха понижается и даёт снежинкам возможность достигнуть земли.

Лежит первый снег недолго: днём, когда температурные показатели значительно поднимаются, и исчезает уже через несколько часов. А вот после того как устанавливается постоянный, зимний покров, снег лежит долго, до весны: тают снега окончательно в марте или даже апреле.

Что касается южного полушария, то самыми северными точками, где когда-либо выпал снег, в Южной Америке считается Буэнос-Айрес, в Африке – мыс Доброй Надежды, в Австралии – Сидней. Правда, тает он быстро и выпадает нечасто: так, в июле 2007 года в Буэнос-Айресе выпал снег в первый раз за восемьдесят лет (причина – холодный воздух с Арктики). По словам метеорологов, они стали свидетелем редкого события, подобный вид осадков здесь можно наблюдать лишь раз в сто лет.

Таяние

Обычно снег тает весной, когда происходят изменения температурного режима: таяние снегов происходит при температуре, превышающей ноль градусов Цельсия. Нередко бывают ситуации, когда он тает при минусовых температурах (под воздействием солнечных лучей: ледяные кристаллы испаряются, минуя стадию жидкости).

Если снег грязный, то он тает быстрее (поэтому в городе он исчезает намного быстрее, чем в лесу): солнечные лучи нагревают грязь, вызывая таяние снегов.

Также исчезнуть снежному покрову нередко помогает соль, при этом она не топит льдинки, а разрушает кристаллы, которые вначале охлаждаются, а затем возвращаются к температуре окружающей среды в виде солёной воды, создавая впечатление, будто снежинки растаяли.

Во время таяния снегов весной, плотность снежного покрова очень быстро меняется. Сначала она составляет 0,35г/м3, затем – 0,45 г/см3, а в самом конце доходит до своей критической плотности – 0,6 г/см3. Таяние снегов заканчивается, когда мокрый снег достигает плотности 0,99 г/м3 и превращается в воду. После этого наступает долгожданная весна.