Зимой мы очень часто видим свешивающиеся с крыш ледяные сосульки, но очень редко задумываемся над вопросом, как они
Вопрос пользователя
Зимой мы очень часто видим свешивающиеся с крыш ледяные сосульки, но очень редко задумываемся над вопросом, как они образуются, в какую погоду и на какой крыше.
Очевидно, что для образования ледяных сосулек нужно в одно и то же время иметь две температуры: для таяния снега и образования воды необходима температура выше нуля и для замерзания воды — ниже нуля. Как это происходит?
Второй вопрос: в какую погоду образуются сосульки: в оттепель или в мороз? Если в мороз, то откуда могла взяться вода на крыше? Если в оттепель, то как могла замерзнуть вода при температуре выше нуля?
Если в городе имеются дома с плоскими крышами, то на таких крышах сосульки образуются очень редко или вообще не образуются, в отличие от крыш со скатами. Почему образование сосулек зависит от угла наклона крыши?
Все это, казалось бы, разные вопросы, но ответ на них можно дать, используя только одной свойство падающих солнечных лучей. Какое?
Ответ эксперта
Ледяные сосульки образуются на покатых крышах, потому что снег на склоне крыши тает, так как солнечные лучи нагревают его до температуры выше нуля. Правда, такие процессы будут наблюдаться не при любых температурах воздуха ниже нуля, а только при морозе порядка 1 -3°С в ясный день, когда Солнце заливает своими лучами землю и все окружающие здания.
Зимой наклон солнечных лучей к поверхности земли очень маленький и эти косые лучи не согревают землю настолько, чтобы снег мог таять Но на склон крыши, обращенной к Солнцу, лучи падают не полого, как на землю, а круче, под углом в, близким к прямому а на некоторые склоны даже и под прямым углом. Освещение и нагревание тепловыми лучами тем больше, чем больший угол составляют
лучи с плоскостью, на которую они падают. (Поток энергии на единицу поверхности пропорционален синусу этого угла; для случая на рис.9 снег на крыше получает тепла в 2,8 раза больше, чем снег на земле, так как синус 70° в 2,8 раза больше синуса 20°). Таким образом, скат крыши нагревается сильнее и снег на нем может таять. Вода стекает и каплями свисает с крыши. Но под крышей температура может быть ниже нуля, и капля, охлаждаемая к тому же при падении, замерзает. На замерзшую каплю натекает следующая и так же замерзает и т.д., постепенно образуется маленький ледяной бугорок. В следующую такую же погоду ледяной наплыв удлиняется и в конце концов образуется ледяная сосулька. Если крыша плоская без скатов, то сосульки на таких крышах практически не образуются.
