Откуда берутся снег и лёд?

Определения и обозначения

Снег — твёрдые осадки, состоящие из снежинок и выпадающие из облаков. Осадки — вода, которая попадает из атмосферы на землю, например дождь или снег. Это определение помогает отличить снег, который приходит из облаков, от снега, который уже лежит на земле.

Снежинка — ледяной кристалл, который образуется в облаке из водяного пара. Кристалл — твёрдое тело с упорядоченным строением; снежинки часто имеют разветвлённую форму. Понимание этого слова объясняет, почему снег состоит из отдельных частичек, а не представляет собой сплошную ледяную массу.

Лёд — замёрзшая вода. Он может быть прозрачным или мутным, гладким или неровным, но его основа — та же вода, которая в тёплых условиях бывает жидкой. Это определение пригодится, чтобы сравнивать лёд с водой и узнавать его происхождение.

Замерзание — переход воды из жидкого состояния в твёрдое при охлаждении. Например, когда вода в луже достаточно охлаждается, она постепенно становится льдом. Термин нужен, чтобы описать не просто результат, а сам процесс превращения воды.

Как это устроено

Вода с поверхности рек, озёр, почвы и других мест испаряется: часть жидкой воды превращается в невидимый водяной пар. Пар поднимается вместе с воздухом, потому что тёплый воздух обычно движется вверх. На высоте воздух холоднее, поэтому пар охлаждается; это переносит воду из земных водоёмов в атмосферу и является частью круговорота воды.

В холодном облаке водяной пар может превращаться в крошечные ледяные кристаллы. Для этого он оседает на мельчайших частицах в воздухе, например пылинках, и замерзает, не становясь сначала крупной каплей. Кристалл растёт по мере того, как к нему присоединяется новая влага, поэтому появляются снежинки разной формы.

В облаке снежинки сталкиваются и могут соединяться друг с другом. Когда они становятся достаточно крупными и тяжёлыми, потоки воздуха уже не удерживают их, и они падают к земле. Так снег выпадает из облаков; если по пути воздух достаточно холодный, снежинки сохраняются, а не превращаются в дождевые капли.

Вода на земле тоже охлаждается, но её превращение происходит не в облаке. Когда поверхность воды теряет тепло и становится достаточно холодной, вода замерзает и превращается в твёрдый лёд. Сначала на поверхности может появиться тонкая корка, а при дальнейшем охлаждении лёд способен становиться толще.

Снег и лёд возникают в разных местах и разными путями. Для снега нужны холодное облако и образование в нём ледяных кристаллов; для льда — жидкая вода, которая охлаждается и замерзает. Поэтому снег обычно падает сверху, а лёд образуется там, где находится вода. При нагревании оба твёрдых вида воды тают и переходят в жидкое состояние.

Снег и лёд: как образуются и чем отличаются

Читайте таблицу по строкам, чтобы сравнить один и тот же признак у снега и льда. Если нужно выяснить, как они возникают, смотрите строку «Где и как образуется». А строка о нагревании показывает их общее свойство: оба тают и становятся водой.

Разбор задач

После ночного мороза на луже появилась твёрдая корка. Объясни, откуда она взялась.

1. Определяем, что было на месте корки: лужа состоит из жидкой воды.
2. Ночью вода охлаждалась, потому что отдавала тепло более холодному воздуху и окружающей поверхности.
3. При достаточном охлаждении началось замерзание: жидкая вода стала твёрдой и образовала корку.

Ответ: корка появилась, потому что вода в луже охладилась и замёрзла, превратившись в лёд. Это пример образования льда на поверхности, а не снегопада.

За окном идёт снег. Объясни, где образовались снежинки и как они оказались на земле.

1. Сначала вода испарилась с поверхности и водяной пар поднялся в воздух.
2. В холодном облаке пар охладился и из него выросли ледяные кристаллы — снежинки.
3. Снежинки сталкивались и соединялись; став достаточно тяжёлыми, они выпали из облака вниз.

Ответ: снежинки образовались в холодном облаке из водяного пара, а затем выпали на землю снегом. На земле снег накапливается, но сами снежинки возникают не там.

В морозный день выпал снег, а на мелкой луже образовался лёд. Сравни происхождение снега и льда.

1. Для снега ищем источник в облаках: там водяной пар охлаждается и формирует ледяные снежинки.
2. Снежинки соединяются и падают на землю, поэтому снег приходит сверху.
3. Для льда рассматриваем воду в луже: она охлаждается на месте и замерзает.

Ответ: снег сформировался в облаке и выпал, а лёд образовался из жидкой воды в луже при охлаждении. И снег, и лёд состоят из воды в твёрдом состоянии, но места и способы их появления различаются.

Типичные ошибки

Ошибка — считать снег замёрзшими каплями дождя. Так думают, потому что и дождь, и снег падают из облаков; однако снежинки образуются в холодном облаке из водяного пара. Проверь себя вопросом: видишь ли ты в описании появление ледяных кристаллов до выпадения осадков?

Ошибка — думать, что лёд бывает только зимой. Это представление связывают с замерзающими зимой лужами, но лёд появляется всякий раз, когда вода достаточно охлаждается. Чтобы проверить себя, выясни, охлаждалась ли вода, а не просто какое сейчас время года.

Ошибка — считать снег и лёд разными веществами. Они выглядят по-разному, поэтому легко забыть, что оба состоят из воды в твёрдом состоянии. Сверь их свойства: при нагревании и снег, и лёд превращаются в жидкую воду.

Ошибка — говорить, что снег образуется на земле. На земле он накапливается, и потому можно перепутать место появления с местом, где его видят. Проверь объяснение вопросом «Откуда выпали снежинки?» — правильный ответ: из облаков.

Связь с другими темами

Чтобы понять происхождение снега и льда, полезно знать, что вода встречается в природе в жидком, твёрдом и газообразном состояниях. Испарение и охлаждение связывают эту тему с круговоротом воды: вода перемещается между поверхностью Земли и атмосферой, а в облаках могут возникать осадки. Снег объясняет, как вода возвращается на землю из облаков в твёрдом виде. Замерзание пригодится при изучении свойств воды и сезонных изменений: оно помогает понять, почему зимой меняются лужи и водоёмы.

Что запомнить

• Снег и лёд состоят из воды.
• Снег образуется в облаках.
• Снежинки — ледяные кристаллы.
• Снег выпадает из облаков на землю.
• Лёд образуется, когда вода замерзает.
• При нагревании снег и лёд тают и превращаются в воду.