Почему после снегопада остается снег?

Я только что пережил снегопад, и я не очень понимаю, как это работает.

Через три дня после короткого снегопада и имея 2 мин | Максимум 17 градусов по Цельсию, солнечно, едва облачно каждый день, в тени и темных местах еще лежит снег.

Это противоречит моей интуиции: я ожидал, что весь снег растает и исчезнет после первого солнечного дня или после второго. Но мы уже третий день, а некоторые головы снеговиков еще живы.

Это потому, что снег содержит соль? Или снег создает вокруг себя низкотемпературный воздух? Или ежедневная утренняя влажность превращает снег в ледяные глыбы, которые труднее растопить и более прочно рассеивают солнечные лучи?

Учтите, что кубики льда не тают мгновенно, когда вы достаете их из морозилки.

Ответы (3)

Просто как дополнение к ответу Зиккурата: вы можете попытаться самостоятельно оценить время, необходимое солнцу, чтобы растопить определенное количество снега.

  • Энергия, необходимая для плавления массы м снега

    Вопрос знак равно л м
    куда л - скрытая теплота плавления. Для льда, л знак равно 334 кДж/кг .

  • Плотность снега р варьируется от 100 к 800 кг/м 3

  • Солнечное излучение я варьируется от 150 к 300 Вт/м 2 .
  • Альбедо снега (процент отраженного солнечного света) А варьируется от 0,2 для грязного снега 0,9 для свежевыпавшего снега.

Если поверхность, подвергающаяся воздействию солнечных лучей, С , поглощенная энергия в интервале времени Δ т будет

Е я н знак равно ( 1 − А ) я С Δ т

Если В - объем снега, энергия, необходимая для его таяния, будет

Е м е л т знак равно л р В

Приравнивая эти два выражения, получаем

Δ т знак равно л р В ( 1 − А ) я С

Предполагая А знак равно 0,9 , р знак равно 300 кг/м 3 а также я знак равно 200 Вт/м 2 , получаем, для снежного покрова поверхности 1 м 2 и толщина 1 см, Δ т ≃ 5 ⋅ 10 4 с, т.е. ≃ 14 часы.

Это очень грубая оценка, которая не учитывает процессы проводимости. Но в любом случае, вы можете видеть, что даже если мы предположим довольно высокую освещенность, нам потребуется довольно много времени, чтобы растопить небольшое количество снега. Если снег находится в тени, значение я будет меньше. Кроме того, для снеговиков, поскольку речь идет о спрессованном снеге, значение р может быть 2 − 2,5 раз больше.

Обязательный XKCD (что если?): what-if.xkcd.com/130

Во-первых, у снега высокое альбедо (он очень отражающий), поэтому он не будет поглощать много солнечного света и нагреваться в этом процессе. Таким образом, он должен будет нагреваться в основном за счет конвекции, что не очень эффективно. Снег является хорошим изолятором, поэтому таять будет только его поверхность. Кроме того, для достижения фазового перехода необходимо преодолеть теплоту плавления. Этот ответ не очень хорошо организован, но, надеюсь, он показывает, что существует множество факторов, препятствующих таянию снега.

Добавьте к этому тот факт, что, особенно в конце сезона, земля часто такая же холодная, как и снег, поэтому снизу тоже не происходит таяние. Вот почему снегу требуется день или два, чтобы он начал накапливаться; в начале зимы земля слишком теплая, и снег сразу тает. Как только растает достаточное количество снега, земля станет достаточно прохладной, чтобы снег касался ее, но не таял сразу.
Разве конвекция не означает, что нагретый солнечным светом воздух немедленно начнет подниматься от снега, замещаясь более плотным холодным воздухом?
Под конвекцией вы подразумеваете теплопроводность снежного материала? Или адвекция тепла потоком воздуха внутри пористой снежной массы?
@JarkoDubbeldam Примерно так создаются естественные конвективные потоки, так что это отчасти подразумевается. Я не думаю, что вы получите много потока от этого процесса. Большая часть конвективной теплопередачи будет исходить от принудительной конвекции из-за ветра.
@JMac Ну, я думаю, обе эти вещи будут делать одно и то же: удалять нагретый воздух с поверхности.
@JarkoDubbeldam Да, оба они добавят конвективной теплопередачи. Я хочу сказать, что естественная конвекция не будет такой сильной. В зависимости от температуры поверхности снега этого может и не произойти. Если земля холоднее воздуха, она будет застаиваться, а плотный холодный воздух висит низко.
Вот почему таять снег, а не перемещать его физически, не совсем разумно. что-если.xkcd.com/130
«Снег — хороший изолятор» . Вот почему могут работать иглу.

Для таяния снега требуется некоторое количество тепловой энергии, и оно примерно соответствует энергии, необходимой для нагревания воды на 80 градусов по Цельсию — это достаточно много даже по сравнению с другими веществами, поэтому требуется несколько дней солнечной погоды, чтобы весь снег растопился. поглощать необходимую энергию из окружающей среды.

Несколько замечаний к вашим подвопросам: 1) Для плавления одной и той же массы льда и снега требуется одинаковая энергия, химически они не различаются. Однако лед поглощает больше солнечного света. 2) Да, воздух над снегом в безветренную погоду холоднее и помогает изолировать снег от более теплой окружающей среды. Это особенно верно в траншеях и долинах. 3) Нет, в снегу обычно нет соли, но если бы она была, то таяла бы быстрее.

Небольшое замечание о том, когда вы говорите, что «на это уходит столько же энергии, сколько на нагрев воды на 80 градусов по Цельсию». Хотя это может быть правдой; растопить снег будет намного легче, чем нагреть воду до 80 градусов, из-за градиента температуры. Довольно легко нагреть что-то выше 0 градусов по Цельсию; но намного сложнее нагреть что-то выше 80. Хотя для этого требуется одна и та же энергия, эксергия разная.
Почему после снегопада остается снег?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v