Pogoda: wszystko, co należy wiedzieć o najdziwniejszych zjawiskach zimowych

Uwaga redaktora: Ekstremalne zimne dni mogą wywołać niezwykłe zjawiska, od tak zwanego dymu morskiego po delikatne fale oceanu. Jak wyjaśnia naukowiec atmosferyczny Scott Denning, te uderzające wydarzenia są spowodowane głównie zachowaniem się wody w bardzo niskich temperaturach.

Dlaczego wody jeziora i oceanu wydają się parować podczas zimnych zatrzasków?

Istnieją trzy fazy lub stany wody: stały lód, ciekła woda i gazowa para wodna. Nawet w ekstremalnie niskich temperaturach płynna woda nie może być zimniejsza niż temperatura zamarzania - około 32 stopni Fahrenheita - więc powierzchnia oceanu jest znacznie cieplejsza niż powietrze nad nią.

Dużo wody paruje z cieplejszego oceanu w chłodniejsze suche powietrze powyżej. Gdy tylko ten niewidzialny gaz unosi się nawet trochę powyżej względnie ciepłej wody, uderza w powietrze znacznie zimniejsze i nie może utrzymać dużej ilości pary, więc para skrapla się w mikroskopijne kropelki ciekłej wody w powietrzu.

Niektórzy nazywają delikatne chmury spowodowane kondensacją tuż nad zimowym oceanem lub „dymem morskim” jezior. To lepsze określenie niż para. Rzeczywista para wodna to bardzo gorąca para wodna - to znaczy woda w fazie gazowej, która jest niewidoczna.

Obserwatorzy pogody wydają się być bardzo podekscytowani thundersnow. Co to jest i dlaczego jest rzadkie?

Thunder to dźwiękowy boom powstający, gdy błyskawica powoduje, że powietrze rozszerza się szybciej niż prędkość dźwięku. Błyskawica tworzy iskry elektryczności statycznej między chmurami a ziemią. Tarcie, które tworzy ten ładunek elektrostatyczny, jest zwykle spowodowane szybkim wzrostem „termiki” wypływającego powietrza w gorące letnie dni, dlatego w lecie często występują burze.

Powietrze nie może powstać z zimnej ziemi zimnej, ponieważ zimne powietrze jest gęste, więc grzmot w zimie jest dość niezwykły. Grzmoty zdarzają się, gdy naprawdę zimne powietrze wieje z północy. To zimne powietrze jest gęstsze niż powietrze na powierzchni, więc dosłownie spada w dół, wypychając powietrze nad powierzchnię. To może stworzyć dokładnie taki sam ładunek statyczny jak letnia burza i BOOM - thundersnow! Dzieje się tak tylko przy naprawdę dramatycznej zmianie temperatury, takiej jak zbliżanie się zimnego frontu Arktyki.

Jak często oceany zamarzają poza regionami polarnymi?

Słona woda ma niższą temperaturę zamarzania niż woda słodka, dlatego kładziemy sól na naszych ulicach i chodnikach, aby stopić lód w zimie. Woda morska jest na tyle słona, że ​​musi stać się naprawdę zimna, aby zamarznąć - około 28 stopni F. To dość niezwykłe, że woda morska zamarza w kontynentalnych Stanach Zjednoczonych, choć zdarza się to cały czas w arktycznej zimie.

Gdy woda morska zamarza, większość jej soli jest wypychana do wody oceanicznej pod nią. Dlatego ludzie w Arktyce mogą stopić lód morski w celu picia wody. Gdy małe drobinki słodkiej wody tworzą się na powierzchni oceanu, pozostała woda staje się bardziej słona i słona, więc coraz trudniej jest jej zamarznąć.

Ale czasami, gdy jest bardzo zimno, na powierzchni oceanu tworzą się małe kry lodowe. Fale rozbijają je tak, że powierzchnia może stać się jak falisty slurpee. Dla każdego, kto chce stawić czoła chłodowi, dziko jest stanąć przy brzegu i obserwować palące, wilgotne morze z surfowaniem w zwolnionym tempie. Na biegunach jest tak zimno, że pływające kryształy lodu ostatecznie zbiegają się i krzepną w lód morski.

Naukowcy odkryli, że Mars także ma opady śniegu. Czym różnią się od śniegu na Ziemi?

Atmosfera na Marsie jest prawie czystym dwutlenkiem węgla, który znamy jako główny gaz cieplarniany, który napędza zmiany klimatu na Ziemi. Ale atmosfera Marsa jest znacznie cieńsza niż nasza, więc nie pochłania dużo ciepła. W miły letni dzień na Marsie temperatury mogą osiągnąć 70 stopni F, a następnie spaść do minus 100 stopni F tej samej nocy.

Zimy są tam jeszcze zimniejsze. W polarnych zimach na Marsie robi się tak zimno, że samo powietrze zamarza, tworząc małe płatki śniegu z dwutlenku węgla wielkości czerwonych krwinek, które gromadzą się na tyle głęboko, że tworzą polarne czapy suchego lodu.

Podczas długiej nocy polarnej około jedna trzecia całej atmosfery Marsa spada jak śnieg. To powoduje częściową próżnię, zasysając wiatry z letniej półkuli planety na jej zimową półkulę, aby uzupełnić różnicę. Wiosną wiatry w skali planety odwracają kierunek, gdy suchy lód zamienia się w gaz i wypada na drugi koniec Marsa.

Dalej w Układzie Słonecznym planety „lodowego giganta” i wiele ich księżyców ma ogromne ilości wody i lodu z dwutlenku węgla - znacznie większe ilości niż wszystkie nasze oceany. Ale na Ziemi suchy lód nie może powstać powyżej minus 110 stopni F. Tak więc na naszej planecie nigdy nie będzie śniegu z dwutlenku węgla - po prostu zamarznięta woda we wszystkich jej formach.

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w The Conversation przez Scotta Denninga. Przeczytaj oryginalny artykuł tutaj.