Изморозь образуется, когда переохлажденные капли воды замерзают на поверхности. В атмосфере существует три основных типа изморози:
Мягкий и твердый иней менее плотный, чем чистый лед, и менее липкий, поэтому обычно вызывает меньше повреждений. Гололед внешне похож на чистый лед, однако он является результатом совершенно другого процесса, происходящего во время замерзающего дождя или мороси .
Изморозь также образуется, когда лед образуется на поверхности самолета , особенно на передних кромках и поверхностях управления, когда он летит через облако, состоящее из переохлажденных капель воды. Изморозь имеет наименьшую плотность, молочный лед имеет среднюю плотность, а прозрачный лед — самую высокую плотность. Все формы льда могут испортить подъемную силу и могут иметь катастрофические последствия для находящегося в воздухе самолета. Эти опасные эффекты обусловлены способностью льда нарушать поток воздуха, увеличивать вес и добавлять сопротивление. Лед, образующийся на пропеллерах или воздухозаборниках двигателей, особенно опасен, поскольку может вызвать сильную вибрацию и/или повреждение при попадании внутрь.
Слово «Райм» происходит
Твердый иней — это белый лед, который образуется, когда капли воды в тумане замерзают на внешних поверхностях объектов. Его часто можно увидеть на деревьях на вершинах гор и хребтов зимой, когда низко висящие облака вызывают замерзающий туман . Этот туман замерзает на наветренной (обращенной к ветру) стороне ветвей деревьев, зданий или любых других твердых объектов, обычно при высокой скорости ветра и температуре воздуха от −2 до −8 °C (от 28 до 18 °F).
Твердые изморозные образования удалить сложнее. Они имеют гребенчатый вид, с полосами материала, параллельными направлению ветра. Это не похоже на мягкий изморозь , который выглядит перистым или колючим, или на чистый лед , который выглядит однородным и прозрачным.
Ученым, работающим в местах с экстремальными метеорологическими условиями, таких как гора Вашингтон в Нью-Гемпшире , часто приходится откалывать огромные куски твердого льда от метеорологического оборудования, чтобы поддерживать работу анемометров и других измерительных приборов.
При некоторых особых атмосферных условиях формирующиеся и опускающиеся снежные кристаллы могут сталкиваться с атмосферными переохлажденными облачными каплями и проходить через них. Эти капли, имеющие диаметр около 10 мкм, могут существовать в незамерзшем состоянии вплоть до температур около −40 °C (−40 °F). Контакт между снежным кристаллом и переохлажденными каплями приводит к замерзанию жидких капель на поверхности кристаллов. Этот процесс роста кристаллов известен как аккреция . Кристаллы, на поверхности которых видны замерзшие капли, называются изморозью. Когда этот процесс продолжается до такой степени, что форма исходного снежного кристалла больше не поддается идентификации, полученный кристалл называют крупой . [2]
Замороженные капли на поверхности покрытых инеем кристаллов трудно различить, а топографию крупяной частицы нелегко записать с помощью микроскопа видимой длины волны из-за ограниченного разрешения и глубины резкости прибора. Однако наблюдения за снежными кристаллами с помощью низкотемпературного сканирующего электронного микроскопа (НТ-СЭМ) ясно показывают облачные капли размером до 50 мкм на поверхности кристаллов. Изморозь наблюдалась на всех четырех основных формах снежных кристаллов, включая пластины, дендриты, колонны и иглы. По мере продолжения процесса изморози масса замерзших, накопленных облачных капель скрывает идентичность исходного снежного кристалла, приводя к образованию крупяной частицы. [2]
Мягкий иней — это белое ледяное отложение, которое образуется, когда капли воды в легком замерзающем тумане или дымке замерзают на внешних поверхностях предметов при безветренной или слабом ветре. Туман обычно замерзает на наветренной стороне твердых предметов, особенно тех, которые похожи на ветки деревьев и провода.
Мягкий иней внешне похож на иней ; но в то время как иней образуется путем конденсации пара в жидкие капли (тумана, дымки или облака) и последующего прикрепления к поверхности, иней образуется путем прямого осаждения водяного пара на твердый лед. Толстый слой инея, называемый белым инеем , внешне очень похож на мягкий иней, но процесс его образования отличается; он происходит, когда нет тумана, но очень высокий уровень относительной влажности воздуха (выше 90%) и температура ниже −8 °C (18 °F).
Мягкие инейные образования выглядят как узкие белые ледяные иглы и чешуйки. Эти иглы хрупкие и их можно легко стряхнуть с предметов и удалить. Факторы, благоприятствующие мягкому инею, включают: малый размер капель, медленное накопление жидкой воды, высокую степень переохлаждения и быстрое рассеивание скрытой теплоты плавления. Противоположность этим условиям благоприятствует льду с более высокой плотностью, такому как вышеупомянутый твердый иней или чистый лед .
В данной статье использованы материалы, являющиеся общественным достоянием, с веб-сайтов или документов правительства Соединенных Штатов .