снег. теплопроводность снега. простейшее укрытие из снега.
Теплоизоляционные свойства снега или почему спать в нём холодно.
Автор — Филимонов Фил, Благовещенск
Снег – это атмосферные осадки, состоящие из мелких кристаллов льда. Существует устойчивое мнение, что снег является хорошим теплоизолятором и в связис этим может обладать едва лине волшебными свойствами на маршруте. Особенно хороши эти теоретические изыскания дома в тепле. Давайте рассмотрим более внимательно аспекты использования снега на маршруте.
Как правило, снег выпадает на поверхность земли в форме снежинок примерно 5 ммв диаметреи массой 0,004 гр. При этом снежинки на 95 процентов состоят из воздухаи как раз именно это обеспечивает показатель теплоизоляции в 0,1–0,15 вт\м*гр, при плотности 100–200 кг\м3. Показатель теплоизоляции достаточно высок и сравнимс хорошими строительными утеплителями. Судя по этому, можно просто выйти на улицу, упасть в сугроби спокойно спать – будет тепло. Тем не менее,если бы всё было так, то бомжей на улицах нашей страны было бы больше, чем любой другом государстве мира.
Выйдем на улицуи пройдёмся по снегу. Да, 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 переносаи дрейфа по склонам. В горах снег постепенно может превратиться в фирн,а затемв 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 сугробев одежде, просто закопавшись в снег? Почему северные народы строят хижины из снега? Если, казалось бы, всё так плохо с теплоизоляциейу снега?
По поводу ночлега в сугробе всё просто – всё 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 негов 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 которыймы 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 шапкена меху залезть в снег, то можно там вполне удобно устроиться. Или подобрать для этого более современную одежду – что не так уж и просто, впрочем. Тем не менее, ночёвка в правильной одежде в толще снежного покрова практикуется до сих пор в некоторых войсках специального назначения.
О строительстве снежных нор и особенностях ночёвок в нихя уже писал. 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 еёне 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 теплееи 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 очень много для аварийной ночёвки, но при минус сорока градусах снаружи это может уже не помочь.Плюс к этому, одежда может отсыреть и еслик 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 имеети стоит только прекратить топить печку, как температура в течение короткого промежутка времени сравняется с уличной.У иглу теплоизоляция какая-никакая,а присутствует.По сравнениюс 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. Тем не менее, его свойства не спасут человека, который уже замёрз, устал, голоден или просто его снаряжение и одеждане позволяют достичь цели выживания при помощи только лишь укрытий из снега.
Резюме:
1. Любое снежное укрытие защищает от ветра. Иногда это важно, иногда- нет.
2. Любое снежное укрытие не даст температуры внутри существенно выше 0 градусов.Но при грамотном исполнении (минимум вентиляции) и достаточном количестве снега (толщине стенок) почти всегда позволяет к 0 приблизиться. Просто нужно понимать, что при сильных морозах на прогрев снега прилегающего к одежде или снега внутренних стен может потребоваться изрядное время, ибо массовая теплоёмкость снега (Дж/градус*кг)довольно велика- в 5 раз больше, чем у железа. (Сравните с банькойиз толстенных брёвен- на поддержание тепла нужно мало энергии, но на первоначальный прогрев- много.) Однако, при наличии дополнительного источника тепла (свеча, газовая горелка, котелок с углями) прогреть воздух можно довольно быстро. Т.е. температура воздуха может опережать температуру стен.
3. Зарываться в снег можно только при изрядном минусе и достаточно тёплой одежде, чтоб снег не начал таять на её поверхности.
4. Норы и иглу.
Плюсы:
а. нет контакта одежды и снега-и при нуле, и при плюсе, и в лёгкой одежде она (одежда) может сохраниться сухой.
б. есть возможность использовать дополнительный источник тепла.
Минусы:
а. имеют большую поверхность, большую массу стен и обычно более интенсивную вентиляцию- т. е. больше энергии нужно на первоначальный прогрев до нуля и на поддержание этой температуры.
б. требуют больше времени на возведение, нежели закапывание.
Страницы Автора: http://vk.com/leopard_fil,http://proza.ru/avtor/89243401453
Зимние аварийные укрытия: снежанка.
Автор статьи — Гегельский Людовик О. П., Москва, 2009 г.
КАТЕГОРИЧЕСКИ НЕ РЕКОМЕНДУЮ ЭКСПЕРИМЕНТИРОВАТЬ С ЭТИМ УКРЫТИЕМ В ОДИНОЧКУ ТЕМ, КТО РАНЬШЕ ЭТОГО НЕ ДЕЛАЛ И ВСЕМ, КТО НЕ ИМЕЕТ ДОСТАТОЧНОГО (НЕ МЕНЕЕ ДВУХ СЕЗОНОВ) ОПЫТА ЗИМНИХ НОЧЕВОК – В ЛУЧШЕМ СЛУЧАЕ ЧРЕВАТО ЗНАЧИТЕЛЬНЫМ УЩЕРБОМ ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ, В ХУДШЕМ – ЛЕТАЛЬНЫМ ИСХОДОМ.
Одно из самых простых, на мой взгляд, укрытий, которое сооружается в аварийной ситуации (а я таким часто пользуюсь и на маршрутах) — это «снежанка». Или «снежная хижина». Еще, если не ошибаюсь, это укрытие называют (почему-то) «снежный улей».
Это укрытие эффективно по нескольким показателям:
1. из материалов нужен только снег подходящей консистенции (не раскисший)
2. достаточно простое в сооружении, имея некоторые навыки, или хотя бы максимально точно соблюдая нижеследующее описание, его можно соорудить без каких-либо вспомогательных средств, сгребая снег в кучу ногами
3. одно из главных достоинств – его можно соорудить в чистом поле при наличии хотя бы 10-ти сантиметрового слоя снега: укрытие получится не такое просторное, как при наличии полуметрового снежного покрова, но и оно будет способно спасти вам жизнь
4. обладает отличными теплоизоляционными свойствами
5. 100% ветроустойчиво
6. достаточно долговечно (через морозные сутки — очень прочно и легко выдерживает вес взрослого человека)
Наличие свойств, указанных в п. 1, п. 3 и п. 4 делает это укрытие самым уникальным из известных снежных укрытий, включая иглу, так как для строительства иглу нужен минимальный набор инструментария и немалый практический опыт.
Эти укрытия можно подразделить так: «снежанка-единичка»,снежанка-двушка»,снежанка-трешка»и так далее, но под «единичкой», «двушкой» «трешкой» и так далее, следует понимать не количествочеловеко-мест,а количество валов снега, из которых это убежище построено.
Строится «снежанка-единичка» следующим образом:
1. выбираем ровную площадку, желательно с максимальным количеством снега, еще лучше — готовый сугроб.
2. снежная куча для комфортной снежанки должна быть продолговатой и в длину(в основании) составлять сумму вашего роста плюс один метр и ориентирована выходом на подветренную сторону. В ширину —2 м. минимум.
3. сгребая снег имеющимися подручными средствами, а при отсутствии таковых — ногами (на завершающейстадии —и руками), делаем снежную кучу, которая в основании имеет эллипс.
ВАЖНО: снег нужно двигать валом от границ условного “большого” круга к центру, где будет снежанка. При этом нужно определить сколько валов снега вам понадобится согнать к центрус учетом высоты снежного покрова таким образом, чтобы вал снега был не слишком тяжелым для его перемещения к центру. Особенно это актуально, если отсутствуют какие-либо инструменты и работать приходится ногами, руками и элементами одежды.
3. для того, чтобы в снежанке можно было свободно сидеть, исходная высота снежной кучи должна быть до плеча(от основания)
4. когда куча для снежанки готова, втыкаем в нее по всей наружной поверхности 20–30 заранее приготовленных тонких палочек (маячки) длиной 30–40 см.— они будут определять толщину стенок снежанки, когда вы будете выбирать снег из ее внутреннего объема: чем длиннее палочка, тем толще стенка — для начинающего лесовика лучше 40 см, для опытного ходока —30 см.
5. ВАЖНО: по ходу сооружения кучи снега для снежанки, трамбовать ее ничемне нужно – снег и так слежится (смерзнется) достаточно плотно для того, чтобы вы могли построить правильное укрытие: дело в том, что строительство снежанки займет у васне менее часа, и когдавы бросите последнюю порцию снега на «макушку», основание, в которомвы начнете копать вход уже будет достаточно прочным, потому что оно простояло уже минимум полчаса, а покавы выберете внутренний объем до верхних слоев, пройдет еще полчаса, не меньше – этого времени даже при небольших минусах достаточно для того, чтобы кристаллы снега смерзлись между собой до безопасной кондиции. А при слишком активной трамбовке снег может оказаться настолько плотным, что его трудно будет ковырять, что приведет к дополнительным энергозатратам.
Чтобы внутренний объем был комфортнее, снежную кучу для будущей снежанки нужно делать с двумя вершинами, а седловину между ними можно засыпать в последнюю очередь снегом, который будет взят при обтесывании понизу (до колена) стенок кучи для увеличения их крутизны.
6. вынимать снег для создания внутреннего объема начинаем с проделывания прямого тоннеля внутрь длинной примерно 1–1,5 метра, а потом начинаем расширять в разные стороны, все это делая не спеша! по двум причинам — чтобы не прозевать конец воткнутого прутика (потому что, если проткнете стенку насквозь, замастырить ее будет очень проблематично) и что быне взмокнутьот пота — потом сложно будет согреться.
Вход должен быть минимального, насколько это возможно, диаметра и чем ниже, тем лучше, в идеале — это полукруг, основа которого проходит по поверхности грунта. После проделывания такого входа следует насыпать невысокий порожек, а ужев нем, сделать небольшое вентиляционное отверстие как можно ближе к грунту.Вход несложно закрыть, сделав заслонку из сухой травы или веток вперемешку со снегом.При наличии такой заслонки нижнее вентиляционное отверстие необязательно, так как через травяную заслонку в снежанку будет происходить небольшой приток воздуха.
7. снег, который будете выгребать из внутреннего объема, можно снова подгребать на снежанкуснаружи — это только добавит ей положительных свойств.
8. если снега достаточно, чтобы построить «снежанку-единичку»с достаточно большим внутренним объемом, то в процессе выемки снега из внутреннего объема снежанки, под левой или правой стенкой (кому как удобнее) оставляем снег для лежака, высота которого должна быть 15–20 см. Пофакту — под одной стенкой получится канавка шириной 50–70 см. В этой канавке будет собираться холодный воздух и углекислыйгаз — для них нужен выход наружу, для этого достаточно небольшой (5 см.) дырки на уровне основания. Для полной вентиляции необходима и втораядырка — я ее обычно делаю на противоположнойот лежака стороне снежанки, ближе к своду.
Если снежанка построена с целью переждать пургу (бурю, метель) и есть опасность того, что вход и вентиляционные отверстия будут заметены, в потолке следует пробить отверстие, в которое нужно вставить лыжную палку, вращая которую можно будет расширять заметаемое отверстие. Конец лыжной палки с темляком будет служить ориентиром в поиске вашего местонахождения. Если есть такая возможность, еще лучше – использовать шест длинной 2–3 метрас привязаннойк нему любой тряпкой (желательно темной или цветной) в качестве сигнального элемента, что значительно облегчит поиск вашего местонахождения и процесс самооткапывания при сильном заносе снегом.
9. лучшие подстилки для лежака — это сухая трава и сухие хвойные ветки (с рыжими иголками). В идеале — слой сухих, мелконаломанных сосновых веток, а поверхних — сухая трава. Зеленый лапник используются в том случае, если нет первых двух компонентов. Так делаюне столькоиз горячей любви к природе, сколько оттого, что два указанных ранее компонента подстилки на порядок превышают лапник по теплоизоляционным свойствам, а зеленая хвоя, в силу наличия в ней воды сильно холодит. Кроме того, при отсутствии спальника, можно весь внутренний объем забить сухими хвойными ветками и сухойтравой — зарывшись в них, можно достаточно комфортно отдохнуть при достаточно низких температурах.
10. на время отдыха вход желательно законопатить, насколько это возможно, плотно. Вход несложно закрыть, сделав заслонку из сухой травы или веток вперемешку со снегом.При наличии такой заслонки нижнее вентиляционное отверстие необязательно, так как через травяную заслонку в снежанку будет происходить небольшой приток воздуха.
Для освещения внутри снежанки нужно пользоваться фонарем. А лучшевсего — свечами: они дают достаточно света для освещения, кроме того — тепло. Есть еще один фактор: горящая в снежанке свеча дает какое-то особенное, почти эйфорическое ощущение покоя, которое больше ни с чемне сравнимо.Газ жечь крайне не желательно — образуется парилка, все пропитается влагой, а потом — замерзнет, гипотермия с тяжелыми последствиями обеспечена. Жечь другие виды топлива нельзя из-за опасности отравления продуктами горения. Даже лампадкас медвежьим жиром – иногда не комильфо:от продуктов горения жира может першить в горле.
Это основные моменты строительства, которых достаточно, чтобы построить это укрытие. Но каждый, кто будет строить его, на 3-й — 5-й раз составит свой вариант конфигурации со своими фишками.
Строительство снежанки занимает у начинающего — около двух часов, у опытногоходока — около часа при наличии достаточного слоя снега. При самых неблагоприятных условиях, в которых возводится это укрытие (чистое поле, тонкий (10 см.) слой снега, низкая температура, ветер), строительство может быть более продолжительно и трудозатратно (особенно для малоопытных). Естественно, наличие легкой «снежной» лопаты значительно уменьшает трудозатраты по строительству и увеличивает скорость.
Строительство снежанки-двушкиот снежанки-единички, как уже было сказано выше, отличается только количеством снежных валов, сгоняемых к центру для накопления необходимого количества снега, позволяющего построить укрытие нужного объема.
ВНИМАНИЕ, очень важно: нужно быть предельно внимательным и осторожнымво время строительства снежанки при плюсовых температурах, особенно, если эти плюсовые температуры уже продержались некоторое время: это может привести к обрушению снега во внутренний объем во время строительства, даже если снег уплотнялся (трамбовался) в процессе нагребания кучи. Также, при плюсовых, даже самых незначительных температурах, не рекомендуется пытаться ускорить процесс и сэкономить время, нагребая снег к выворотню поваленного дерева, стене оврага, каменной стенке, отдельно стоящему дереву и т. д. – все это может также привести к обрушению снега во внутренний объем.
Пошаговая фотоинструкция по строительству одноместной снежанки-единички.
Вариант быстрого строительства укрытия такого типа.
Фото 1.
Такой размер сугроба даст возможность более-менее удобно разместиться внутри вместе с вещами.
Фото 2.
Укрытие находится на склоне, поэтому вход нужно делать повыше, чтобы иметь возможность выполнить горизонтальное нивелирование дна.
Фото 3.
Фото 4.
Фото 5.
Фото 6.
Фото 7.
Фото 8.
Фото 9.
Размещаться в снежанке можно как ногами, так и головойк выходу, зависимо от выполняемых задач и объема снежанки: чем меньше внутренний объем, тем удобнее находиться в ней головой к выходу, но (при наличии спального мешка) ногами к выходу – теплее. Если есть возможность очень плотно закрыть вход, то разницы нет.
Фото 10.
Если в снежанке,в нужных направлениях, на удобной высоте стен, проделать смотровые щели, которые плотно закрываются при необходимости, то снежанку очень удобно использовать в качестве НП (наблюдательного пункта).
Снежанку можно использовать также как ОТ (огневую точку для охоты*): если объем небольшой, то огонь можно вести в двух направлениях: через выход и через смотровую щель в противоположномот выхода конце. Для ведения огня во всех направлениях, внутренний объем снежанки должен позволять удобно разместиться в направлении стрельбы**.
*снежанка, предназначенная для использования в боевых действиях, строится по другим требованиям, с возможностью произведения выстрела без выноса ствола оружия за наружный контур. Для этого иногда применяется специфическое положение тела, которое категорически запрещено при производстве выстрела из охотничьего оружия. Кроме этого, для строительства «боевой снежанки» применяются некоторые технологии, которые делают конструкцию значительно прочнее и значительно улучшают ее маскирующие свойства, что для охоты не является необходимым.
**предполагаемые направления стрельбы нужно учитывать еще на этапе планирования строительства.
видео в тему.
vizhivai.com
|
Стройматериалы |
λ, в 10 -3 Вт/(м·К) = в мВт/(м·К) |
| Алебастр | 270 – 470 |
| Асбест волокнистый | 160 – 240 |
| Асбестовая ткань | 120 |
| Асбест (асбестовый шифер) | 350 |
| Асбестоцемент | 1760 |
| Асфальт в крышах | 720 |
| Асфальт в полах | 800 |
| Пенобетон | 110 – 700 |
| Бакелит | 230 |
| Бетон сплошной | 1750 |
| Бетон пористый | 1400 |
| Битум | 470 |
| Бумага | 140 |
| Железобетон | 1700 |
| Вата минеральная | 40 – 55 |
| Войлок строительный | 44 |
| Гипс строительный | 350 |
| Глинозем | 2330 |
| Гранит, базальт | 3500 |
| Грунт сухой глинистый | 850 – 1700 |
| Грунт сухой утрамбованный | 1050 |
| Грунт песчаный сухой =0% влаги / очень мокрый =20% влаги |
1100 – 2100 |
| Грунт сухой | 400 |
| Гудрон | 300 |
| Железобетон | 1550 |
| Известняк | 1700 |
| Камень | 1400 |
| Камышит | 105 |
| Картон плотный | 230 |
| Картон гофрированный | 70 |
| Кирпич красный | 450 – 650 |
| Кладка из красного кирпича на цементно-песчаном растворе |
810 |
| Кирпич силикатный | 800 |
| Кладка из силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе |
870 |
| Кладка из силикатного одиннадцатипустотного кирпича |
810 |
| Кирпич шлаковый | 580 |
| Кладка из керамического пустотного кирпича (1300 кг/м3) |
580 |
| ПВХ поливинилхлорид – “сайдинг” | 190 |
| Пеностекло | 75 – 110 |
| Пергамин | 170 |
| Песчаник обожженный | 1500 |
| Песок обычный | 930 |
| Песок 0% влажности – очень сухой | 330 |
| Песок 10% влажности – мокрый | 970 |
| Песок 20% влажности – очень очень мокрый |
1330 |
| Плитка облицовочная | 10500 |
| Раствор цементный | 470 |
| Раствор цементно-песчаный | 1200 |
| Резина | 150 |
| Рубероид | 170 |
| Сланец | 2100 |
| Стекло | 1150 |
| Стекловата | 52 |
| Стекловолокно | 40 |
| Толь бумажный | 230 |
| Торфоплита | 65 – 75 |
| Фанера | 150 |
| Шлакобетон | 700 |
| Штукатурка сухая | 210-790 |
| Засыпка из гравия | 360-930 |
| Засыпка из золы | 150 |
| Засыпка из опилок | 93 |
| Засыпка из стружки | 120 |
| Засыпка из шлака | 190 – 330 |
| Цементные плиты, цемент | 1920 |
www.dpva.ru
Теплопроводность (льда и снега)
Вода, лед и воздух плохо проводят тепло, поэтому в естественных водоемах передача тепла в глубины происходит чрезвычайно медленно. Обогревание же глубинных вод связано с процессами вертикального перемешивания. Для Мирового океана важную роль играет теплопроводность, связанная с турбулентностью, коэффициент которой в тысячи раз превосходит коэффициент молекул лярной теплопроводности. Для оценки скорости переноса тепла определяют температуропроводность. Она равна отношению коэффициента теплопроводности воды к ее плотности и теплоемкости при постоянном давлении. Весьма малая теплопроводность воды, льда и снега и высокая теплоемкость благоприятны для развития жизни в водоемах.[ …]
Плотность льда р очень слабо зависит от давления и температуры. За исключением верхнего слоя ледников толщиной до нескольких метров или десятков метров, в котором происходит превращение снега в фирн и затем в лед с его последующим уплотнением, р/ можно приближенно считать постоянным (около 0,9 г/см3; у чистого льда при атмосферном давлении и нулевой температуре рг- = 0,91676 г/см3). Однако поле температуры в леднике все же влияет на движение льда, но не через плотность рг, а через вязкость (17.4) и (в случае донного таяния) через краевое условие на дне. Расчет поля температуры можно осуществлять при помощи уравнения теплопроводности вида (17.2) с добавлением в его правую часть притока тепла за счет вязкой диссипации кинетической энергии — р гФ2 и с краевым условием теплового бюджета вида (9.10) на поверхности ледника з = £, тогда как на дне ледника, по-видимому, надо учитывать геотермический поток тепла и возможность таяния льда (а на нижней поверхности шельфового ледника — поток тепла’ из воды в лед и возможность намерзания или стаивания льда). Отдельной задачей может быть расчет формирования жидкого стока на ледниках (и его вклада в теплопе-ренос).[ …]
Тот факт, что лед легче воды, играет огромную роль в природе. С наступлением морозов поверхностный слой воды в водоеме охлаждается до температуры +4° С и как более тяжелый опускается на дно, вытесняя более теплые на поверхность. В результате замерзание воды начинается с поверхности, а не со дна. Этому же способствует и малая теплопроводность льда. Хорошей защитой водоемов является и снег, покрывающий слой льда. Теплопроводность снега при пл. 0,1 г/см3 соответствует теплопроводности шерсти, и при пл. 0,2 г/см3 — теплопроводности бумаги.[ …]
ru-ecology.info
Изучение Теплоизоляционных свойств снега
Это черновик проекта.
Для практики сельского хозяйства, выживаемости живых организмов и растений в зимний период особое значение имеет изучение и использование теплозащитных свойств снега.
Коэффициент теплопроводности примерно в 10 раз меньше коэффициента теплопроводности почвы и в 10 раз больше коэффициента теплопроводности воздуха. Плохая теплопроводность снега объясняется тем, что его кристаллы неплотно прилегают друг к другу, между ними оказываются промежутки, заполненные воздухом. Чем рыхлее снег, тем более он содержит воздуха. Но теплопроводность воздуха, как известно, мало. Поэтому теплопроводность рыхлого снега значительно меньше, чем плотного.
Количество теплоты, которое передается через слой снега, зависит, как и для любых веществ, от глубины (высоты) этого слоя. Чем больше толщина снежного покроя, тем медленнее передается тепло от земли воздуху, тем медленнее изменяется температура почвы под снегом.
Для живых организмов большое значение имеет влияние снежного покроя на температуру почвы на глубине узла кущения. Значительное понижение температуры в этом слое может вызвать гибель растений и живых организмов, обитающих на этой глубине. Наблюдения показывают, что с высоты снежного покроя 25 см температура почвы на глубине 3 см не понижается более чем до -10 градусов по Цельсию. Примерная зависимость температуры почвы под снегом от толщины снежного покрова указана в таблицы.
| Дата | Толщина снежного покроя, см | Температура, | Разница температур, | |
| На поверхности снега | На поверхности почвы под снегом | |||
| 15января | 23 | – 24 | – 3 | 21 |
| | 12,5 | – 17 | – 12 | 5 |
| 2 февраля | 32 | – 31 | -3 | 28 |
| | 17 | -20 | -4 | 16 |
| 1 марта | 3 | -8 | 0 | 8 |
| | 0 | | +4 | 4 |
globallab.org
| ПОЛЕЗНЫЕ ССЫЛКИ: БОНУСЫ ИНЖЕНЕРАМ!: МЫ В СОЦ.СЕТЯХ: | Навигация по справочнику TehTab.ru: главная страница / / Техническая информация / / Свойства рабочих сред / / Вода, лед и снег / / Снег. Плотность снегового / снежного покрова – снега. Несущая способность снежного покрова. Плотность слоя свежевыпавшего снега, в зависимости от формы выпадающих снежинок / в зависимости от силы ветра при его выпадении. Прочие данные для снега
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
tehtab.ru
Барахтаться в снегу полезно для сада
В средней полосе России земля покрыта снегом пять месяцев в году. Но лишь люди особо отчаянных профессий (охотники, полярники, да спортсмены-лыжники) ощущают снег в разных его ипостасях. А все потому, что живут не в теплых домах и квартирах, а в избушках, сторожках; передвигаются не на автомобилях, а используют лыжи или снегоступы.Для обычного городского или сельского жителя в обиходе необходимы всего несколько слов, характеризующих снег качественно: пороша (закрывает надоевшую слякоть), гололед (можно упасть и больно удариться), «под снежком ледок» (вспомнили Блока), наст (можно ходить по сугробам). Все остальное — удел поэтов и агрономов.
Порой кажется, что снег – некое живое создание, изменчивое и занятное, которое живет по собственным законам. Например, внутри снеговой подушки проходят процессы, которые не зависят ни от температуры, ни от скорости ветров. При этом параметры снежного покрова изменяются.
Что есть снег
Мельчайшие капельки воды, которые замерзли и падают с неба – это снег. Когда таких замороженных капелек падает на землю много, то образуется снежный покров, если у поверхности земли воздух охлажден до некоторых минусовых температур.Снег бывает разный
Рыхлый снегСнежинки бывают двух видов. Одни крупные, красивые, пушистые, порой собравшиеся в рыхлые лохматые хлопья, обычно теплые и липучие. С куртки стряхнуть сложно, налипает такой снег на ветки деревьев, склоняет их до земли, ломает. А начнешь стряхивать – плохо получается.
Однако именно такой снег хорошо закрывает малинник и способен защитить его от мороза. Но недолго он остается пушистым и нежным, недолго сохраняет пористую воздушную структуру. Оседает под собственным весом. При этом великолепно сохраняет тепло в почве, потому что подобен изоляционному материалу. Если уж выпал на землю с небес, то лежит до весны, его никакой ветер с насиженного места содрать не сможет.
Зернистый снег
Пришли оттепели или сильные ветра завыли, или снега выпало очень много, и он начинает оседать, уплотняться. Из рыхлого снега получаются комочки-шарики. Такой снег называют зернистым. Грани у снеговых крупинок острые, ладошку ранят, получается вместо кожи — терка. На плотном мелкозернистом снеге можно писать. Для детей забава. Серьезное испытание для деревьев. Если такой снег закрыл деревья, то выпростать ветки из-под спуда они не могут, снежная темница образуется. В это время проседающий снег может ломать ветви. Это происходит стремительно, только треск стоит, чем-то похожий на хруст льда во время вскрытия реки.
Ходить по такому снегу трудно, а если он глубокий, то и вовсе страшно — ведь плывуну и воде подобен. Здесь не шагать, выпрастывая ноги, надо, а уподобиться перекати-полю, чтобы распределить давление собственного тела на поверхность. Зато под ним радостно почвенным жителям, творящим плодородие наших грядок.
Мелкий колючий снег
Второй вид снежинок — это иголки изо льда, которые при ветре ранят кожу лица, сдирают с нее тонкий поверхностный слой. Такой снег – это колючая проволока, у которой размеры каждого шипа могут меняться в зависимости от температуры воздуха, от скорости ветра. Бывают совсем крошечными и тонкими, мельчайшими – снежная пыль. Иногда такой снег моросит, словно летний ласковый слепой дождик, мельчайшими искорками играет в лучах солнца.
Мелкие снежинки просыпаются сквозь кроны деревьев и кустарников, если погода тихая. При ветре их поднимает порывами, несет лютыми снежными волнами и где-то бросает. Например, в кустах, с подветренной стороны стен. Именно этот снег создает сугробы. Метель, пурга и буран помогают огороднику запасать снег. Идти трудно, потом расчищать дорожки нужно, зато какой клад-склад получается, если организовать в саду и огороде искусственные преграды.
Сильные ветры умеют уплотнять (практически утаптывать) мелкий снег так сильно, что по нему можно ходить без боязни провалиться. Здесь образуются мелкие структуры. В таком снеге воды мало! Он легкий, на ветки давит не сильно, не ломает их своим весом. Верхний слой этого снега превращается в наст.
Твердый снег
Речь не о снежках, которые попадают по носу. Речь о твердости снега при температуре минус пятнадцать градусов. Снежный комочек по плотности сравним с камешком. А что случается с растением, если на него нечаянно упало ведро с водой? То же самое происходит с растениями зимой, если нечаянно попадут под снежный камнепад.
Снеговой покров и плотность снега
Снеговой покров – это не просто упавший снег, хотя его там больше, чем других ингредиентов. А вот и полный состав: это сам снег в виде комочков (зернышек, пластинок), непременно воздух, пары воды, органические и минеральные примеси и вода в виде крошечных капель.Плотность снега зависит от количества всех составляющих элементов и температурных условий. То есть меняется в зависимости от календарных сроков.
В начале зимы плотность снега меньше, а на ее исходе, когда весна уже на подступах к огородам и садам — выше. От уплотненности снега зависит, как перезимуют растения.
Есть формула, с помоью которой можно определить плотность снега:
V — объем снега 1 литр. V1 – объем воды, полученной из этого снега.
V1/V = плотность.
Можно определять и без формулы, хоть это получится по принципу «на глазок». Нужно попытаться пройти по снегу. Лыжи пусть постоят в сторонке. Если садовод не увязает в бархане, а идет спокойно, оставляя на его поверхности небольшие трещинки, то плотность снега примерно равна 0,33 – 0,35. Если остаются хорошие следы-вмятины, значит, плотность снега варьируется в пределах от 0,25 до 0,3. Снег такой плотности от морозов почти не защищает. Но ведь именно таким он становится весной. Наши предки знали это (или чувствовали интуитивно), они не зря пословицу сложили про то, что зимние холода к весне в землю уходят. Как раз в это время промерзает почва под снегом.
Что должен предпринимать дачник в такой ситуации
Измерять глубину снегового покрова. Не шестом, а просто ходить по всему участку: где-то продвигаясь легко, где-то увязая по колено, а в иных местах и по пояс. Там, где пришлось барахтаться в снегу, все нормально, помощь растениям не требуется. На те места, где ходилось легко, нужно лопатой набрасывать снег; особенно — на грядки с ягодными культурами и под плодовые деревья.
Если садовый участок расположен на южном склоне, то снег на нем будет значительно плотнее, чем на северном. И не только от более высокой температуры, но и от более сильных ветров.
Заодно можно прикинуть, сколько воды останется в почве после таяния снегов. Ведь плотность снега варьируется в пределах 0,01 – 0,07 г/см3.
Слоеный пирог из пластов
Снег зимой выпадает много раз. Весь февраль ветреный, со снегом. Каждый снегопад – новый слой. Срез снежного покрова подобен рисунку на спиле ствола дерева: те же самые «кольца», только выглядят пластами. И видно, что качество снега в каждом из них свое, отличающееся от соседних слоев.
Каждый пласт – новое свойство снега: один – рыхлый и легкий, другой – плотный, зернистый. Один слой может оказывать влияние на другие. Допустим, нижний пласт был из рыхлого снега, а верхний из плотного, утрамбованного ветрами. Это означает, что нижний слой сплющится под весом верхнего и изменит свои характеристики.
Слоеный пирог имеет не только вертикальную структуру. Если рассматривать плотность разных участков, то можно заметить, что снег плотнее на дорожках, потому что по ним много раз прогулялся садовод, когда проверял свое дачное хозяйство; между рядочками ягодных культур, за защитными сооружениями. Так стоит ли ставить щиты так, чтобы сразу за ними располагались ряды садовой земляники?
Теплопроводность снега
Каждое вещество обладает способностью проводить тепло. Те, что хорошо проводят – сохранять тепло не могут, те, что плохо проводят – изоляторы. Снег уникален. Он может быть и проводником тепла, и теплоизолятором. Каждый слой весьма «оригинально» проводит и отдает в воздух тепло. Между ними есть теплообмен.Изолятор – это рыхлый снег, под ним грунт промерзнет слабее, следовательно, меньше проблем будет у растений. Значит, надо менять высоту снежной стены на садовом участке, чтобы превратить снег в теплоизолятор. Одновременно менять плотность. Иначе — создавать для растений уникальный тепловой режим зимой. Надо помнить, что плотный снег весной тает дольше, это может задержать начало вегетации.
Известно, что отражающая способность снега высока, до 4/5 всей солнечной энергии, падающей на единицу площади. Почва отражает в 3 раза меньше. А снег, который покрыт грязью? Он может «отправить домой» лишь 30%. Грязный снег тает быстрее, потому что поглощает тепла больше.
Уникальный закон снега: чем меньше способность снега принимать тепло, тем больше его способность отдавать тепло. Вот почему температура воздуха у поверхности снежной корки (наста, просто снега) значительно ниже, чем на некоторой высоте над нею.
Оптические свойства снега
На глубине 70 сантиметров под снегом еще светло. Читать, конечно, нельзя, но мрака нет. Это значит, что лучи нашего светила способны проходить на эту глубину. И отдавать свое тепло. Особенно, если в снегу есть ветки, сучья. Вот почему вокруг них в сугробе образуются своеобразные туннели. По этой причине на делянах малины снег тает быстрее, чем в междурядьях.Благодаря оптическим свойствам снега почва под растениями, укрытыми снежным покрывалом, сильнее прогревается. Это помогает им приготовиться к вегетации.
Влагоемкость и воздухопроницаемость
Снег сам умеет дышать, и растениям под ним удушье не грозит.Он может содержать разное количество влаги, умеет запасать и хранить воду в виде мельчайших капель. Если снег состоит из крупных камешков-зерновок, то воды в нем запасено (от собственного веса) всего 20%. Если снежные зернышки мелкие, то они вбирают в себя до 45% от своей массы. Таким он бывает, когда после метелей не меняет своей структуры. Это очень тяжелый снег — он вреден растениям.
Делаем вывод
С садом до весенних теплых денечков не прощаемся. После каждого снегопада, после каждой метели спешим в сад и наблюдаем за снеговым покровом. И помогаем растениям.7dach.ru
Польза снега и вред снега
Не так давно я посетовала на то, что мыши съели много деревьев в саду. Все потому, что снега нынче выпало много, а под ним для мышей, вернее, полевок, раздолье. Вред снега налицо.
А есть ли польза снега? Давайте подумаем и поразмышляем вместе.
Фредерик Шопен. Ноктюрн «Первый снег».
Снежный покров и его свойства. Польза снега и вред снега.
Снежный покров образуется не только тогда, когда выпадает снег. Для этого нужно соблюдение еще одного условия: температура воздуха в близких к земле слоях должна быть меньше нуля в течении некоторого времени.
Снежный покров – это льдинки разной величины и формы, воздух, вода в виде пара и в виде мельчайших капель, минеральные примеси и органика. Снежный покров не бывает постоянным, он меняется с изменением температуры, глубины снега и даже зависит от формы снежинок.
Иногда они бывают пушистые, лохматые и крупные. Такой снег идет очень красиво. Он теплый и липкий. Для крон деревьев ничего хорошего в этом нет: снег налипает на ветки, сучья, скелетные ветви, скапливается и может их сломать. Вред снега, казалось бы, несомненен. Но и польза от такого снега есть: он хорошо прилипает к ветвям пригнутой малины, хорошо их закрывает и спасает от морозов.
У нас такой снег выпадает редко, был он вчера, 16 марта, такой плотный и крупный, что захотелось поговорить о нем. Шел, правда, всего минут десять.
Обычный снег у нас – это ледяные иголочки, мельчайшие звездочки, снежная пыль. Этот снег в кроне дерева не задерживается, сыплется сквозь ветви на землю. Если дует ветер, что бывает при снегопаде часто, то его просто уносит и наметает сугробы. Может быть, в малиннике.
Свежий снег рыхлый, некоторое время сохраняет структуру. А потом начинает оседать. Вот тут он способен повредить молодые деревца. Этот снег хороший изолятор тепла, он сохраняет тепло в почве. Польза снега в том, что под ним еще долгое время до больших морозов, порой до середины декабря, почва остается талой. И температура в ней такова, что почвенные микроорганизмы продолжают свою работу. Вот в это время они и перерабатывают тот перегной или компост, которым огородники и садоводы удобряют осенью посадки.
Свежий снег легко уносится ветром. Мы такой ветер со снегом называет бураном, у Пушкина вместо этого названия используется слово метель. А еще пурга.
Это очень хорошие ветры. Они способны помочь садоводу, если он заранее установил щиты или другие конструкции на территории своего участка, задержать снег под деревьями и на грядках. От их расположения и высоты зависит, сколько снега останется в зимних закромах.
Там, где зима теплая, это не очень существенно для спасения от морозов, но ведь польза снега не только в защите. Он потом даст большое количество воды для почвы. Для нашей полустепи с колками снегозадержание очень хороший прием сохранить в саду.
Два предыдущих года были малоснежными. С приходом весеннего тепла снег стаивал за 3 дня. Почва быстро просыхала. Это очень сказалось на урожаях.
Во время оттепелей, при сильных ветрах и под собственным весом снег оседает и меняет форму, он становится зернистым. У зерен острые грани, если разгребать такой снег рукой без рукавички, то можно сильно пораниться. Кровь вряд ли потечет, но кожа на ладонях станет шершавой.
Если ветром несется мелкий снег, то он утрамбовывается и по нему можно вольно ходить, не проваливаясь.
Снег, что наносится метелями и буранами, может превращаться в мелкие кристаллы-комочки. Он, как в плену, удерживает ветки. А рыхлый снег к январю превращается в крупные зерна, иногда он похож на песок-плывун. В таком снеге, если он глубокий, и утонуть можно. Во всяком случае, выбраться из его цепких лап трудно.
Вчера у меня младший внук пробежал по насту достаточно далеко. Там, где глубина снега была меньше, чем в других местах, где он был менее плотным, мой трехлетний шалун провалился по самую свою попу. Выбраться самостоятельно он бы не смог. Пришлось мне за ним пробираться. Я тоже проваливалась, доползла до него, откопала и с великим трудом, как санитарка с поля боя раненого бойца, вытащила его на себе. Это очень трудная работа.
Мне ползти было еще труднее.
Но именно этот снег особенно хорош для сада, ведь он содержит мало влаги. Потому не сильно давит на ветви и суки деревьев. Под ним они не ломаются. Когда начинается весеннее тепло, на нем образуется наст.
Польза снега и вред снега одновременно. А вообще-то все зависит от подготовки сада, ягодника и огородных грядок к зиме.
Плотность снега и свойства.
Для определения плотности снега есть специальная формула. Нужно взять определенный объем снега, например один литр или 1 см3, растопить его и измерить объем полученной воды. Отношение объема воды к объему снега и даст плотность. Иначе это удельный вес или количество воды, которое содержится в выбранном объеме.
Плотность снега не постоянна. Она может колебать в пределах от 0,01 грамма на сантиметр кубический до 0,07 граммов. Эти цифры говорят о количестве снеговой талой воды, которое попадет весной в почву.
Из телевизионной передачи.
От плотности зависят и другие свойства снега.
Самая маленькая плотность у снега ранней зимой, к концу зимы она становится больше. Самая большая плотность во время таяния снегов, как у Юрия Рытхэу.
Чем плотнее снег, тем хуже он защищает растения. Как правило, на южных склонах снег плотнее, чем на северных. На южных солнышко сильнее греет, ветер от этого тоже сильнее дует.
Потому к середине зимы и к весне, если сад расположен на южном склоне, надо снег накидать под деревья, не обнажая при этом окружающую площадь. Так можно спасти деревья от морозов. В этом польза снега.
Сколько буранов пронесется над садом, столько и слоев снега будет образовано. Но каждый буран несет снег определенных качеств, потому слои снега имеют разные свойства. Слои могут чередоваться: то слой рыхлого снега, то слой плотного. Если нижние слои рыхлые, а верхние, уплотненные от оттепелей, с ледяной коркой, то под тяжестью верхнего снега нижние слои могут просесть. И сделать это могут шумно и стремительно. Вот здесь вред снега очевиден, потому что он может сломать деревья.
Даже в разных частях сада плотность снега разная. За стенами сараев с подветренной стороны, за щитами заграждения, в посадках плодовых кустарников плотность снега выше. В глубине сада она может быть небольшой. Для ягодников характерен плотный снег в междурядьях.
Как определить плотность снега?
Если садовод без лыж, идя по снегу, не проваливается, то его плотность примерно 0,35. Здесь может и следов не оставаться. Если нога проваливается, то плотность снега от 0,25 до 0,30. Такой снег плохо защищает от морозов. Потому народная примета и говорит, что зима к концу подходит, а мороз в землю уходит.
Если высота снега сантиметров пятьдесят, а плотность до 0, 2, то такой снег очень хорошо спасет посадки.
Из этого вывод: пришли в сад и вперед бороздить снег, определять его плотность. Если она высокая, то придется заниматься тяжелой атлетикой, перекидывать снег на ягодники и под деревья.
Есть закономерность: чем плотнее снег, тем больше тепла теряет почва, тем сильнее она охлаждается, тем сильнее и глубже промерзает. В плотном снеге почти нет воздушных пузырьков, поэтому плотный снег сберегать тепло не умеет.
Вот разобрались, какой снег пользу приносит, а какой снег вред.
Теплопроводность снега.
Рыхлый снег имеет маленькую теплопроводность, можно сказать, что он теплоизолятор. Под таким снегом почва меньше промерзнет. Значит, меньше будут повреждены садовые и огородные растения.
Меняя высоту снежного покрова и его плотность, можно сохранить тепло и уменьшить глубину промерзания почвы. То есть создать для растений хороший тепловой режим.
Но и здесь без вреда от снега не обошлось. Плотный снег имеет обыкновение плохо таять. Это знают все: весной позже всего оттаивают протоптанные дорожки и тропинки. Уже весь снег вокруг них стаял, а они все еще кочками возвышаются.
Такой снег уменьшает число дней вегетации растений, что не есть радостно для них.
Сам снег живой, в нем самом не зависимо от температуры, ветров, оседания слоев, проходят и другие процессы. Личные снеговые. Эти процессы сложные, они меняют характеристики снега. Из-за них нижние слои снега всегда менее плотные.
Снег не только неоднороден, он по-разному проводит тепло от земли к поверхности снега.
В толще снега происходит теплообмен с окружающей средой. Каким образом?
Поверхность снега способна отражать до 80% всей падающей солнечной радиации. Это примерно в 3 раза больше, чем способность почвы. Снег, покрытый пылью или грязью, способен отражать не более 30% солнечных лучей. Он тает быстрее и раньше. Такой снег поглощает тепла больше.
Здесь есть закономерность: чем хуже снег поглощает тепло, тем больше он его отдает. Потому на поверхности снега температура всегда ниже, чем в воздухе над снегом. Если на земле нет снега, то почва отдает тепло окружающему воздуху из глубины. А снег – это прослойка, которая мешает этой отдаче.
Солнечные лучи могут проникать в снег на глубину до 70 сантиметров. Мы часто видим, что вокруг стволов, веток образуется пространство, в котором нет снега. Потому пригнутые стебли малины весной освобождаются от снега раньше, чем он сойдет с междурядий. В этом проявляется и польза снега и вред снега.
Польза в том, что почва прогревается рядом с растениями раньше. Она оттаивает на большую глубину и тем имеет возможность впитать больше снеговой талой воды. Готовит растения к вегетации.
Вред же в том, что без снега при возврате сильных морозов растения могут подмерзнуть.
Другие вредные и полезные особенности снега.
У снега есть еще один параметр – твердость. Снег становится таким же твердым, как каменная соль, при температуре -15 градусов. Вот такой снег обладает убийственной способностью ломать растения.
Влагоемкость. Если снег превратился в крупные зернышки, то он способен держать в себе только 20% воды от своего веса. Если зернышки у снега маленькие, то влагоемкость составит уже 45%. Если после буранов снег не меняет своей структуры, то вода из него не выходит. Потому этот снег приносит вред растениям.
Снег любой умеет хорошо пропускать воздух. Это его польза для растений, он им не мешает дышать.
Вот и сделаем главный вывод: зимой свой садовый участок надо посещать после каждого бурана или метели, наблюдать за снегом, разбираться в его качествах и постараться их менять для помощи своим растениям.
Часто садоводы, заканчивая сезон, прощаются со своим садом: «Ну, оставайся сад, до весны». Это очень неправильный подход.
[poll id=»2″]
moyatepliza.ru