Не каждое дерево способно выдержать такую многотонную пушистую шубу. Но она из-за ничтожно малой плотности гололедно-изморозных образований все же несколько легче, чем кажется.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Так начинают расти кристаллы изморози.

Морозные узоры в доме на оконном стекле.

После тумана грянул мороз... Если не будет сильного ветра, то дерево выдержит такую нагрузку от гололедно-изморозных отложений.

Конфигурация гололедно-изморозных отложений на горизонтальных (А) и вертикальных (В) стержнях диаметром 5 мм.

Условные, но часто встречающиеся гололедные отложения на проводах: А - диаметр провода; В - наибольшая длина отложения; С - наибольшая ширина отложения.

Зима у нас в России и вправду холодная и уж очень длинная. Но зато как красива! До чего хороши бывают погожие, ясные морозные деньки.

Да и нельзя сказать, что зимой у нас только снег да снег. Метеорологи различают удивительно много зимних образований: зернистая изморозь, кристаллическая изморозь, мокрый снег, замерзшая роса, иней, инеевые цветы...

Возникновение и рост всех их связаны с процессами кристаллизации переохлажденных капель дождя, мороси, тумана. Общность происхождения роднит, делает похожими. Но конкретные условия их образования: влажность воздуха, перепады температуры, рельеф местности, направление ветра - никогда не могут быть все одинаковыми, отсюда - непохожесть. Особенно, если одно явление природы наслаивается на другое: изморозь на гололед, гололед на изморозь, а на них еще холодный дождь - поди тут разберись!

А разобраться надо. Иначе не будем знать, какой ущерб может принести то или иное явление, какие меры защиты следует применить.

В морозную туманную погоду на ветвях и сучьях деревьев, на проводах, на заборах появляется изморозь - это отложения ледяных кристаллов. Они выглядят чрезвычайно красиво, придают лесу, парку поразительную нарядность. Их нередко называют инеем, но это неправильно.

Иней никогда не образуется на тонких ветвистых предметах. А изморозь, наоборот, осаждается главным образом на проводах, на вертикальных или наклонных ветках кустов и деревьев.

Иней (очень мелкие кристаллики, похожие на крошечные снежинки) чаще всего ложится в холодные ясные и тихие ночи на еще не покрытую снегом рыхлую почву или на шероховатые стены дома, на скамейки. Образуются красивые белые пятна с причудливыми узорами тропических листьев или цветов. Слабый ветерок помогает более быстрому росту кристалликов.

Такое же происхождение имеют и морозные узоры в доме на стеклах окон.

Процесс рождения изморози очень сложен и во многом еще неясен. Долголетние наблюдения показывают, что изморозь образуется в результате сублимации водяного пара и состоит из кристалликов льда, нарастающих главным образом на тонких длинных предметах с наветренной стороны при слабом ветре и температуре ниже -15^оС.

Жизнь ледяных кристаллов изморози очень коротка. Их форма и размеры все время меняются. Одни становятся меньше, другие вдруг неправдоподобно быстро растут. Особенно заметно это, когда температура поверхности подходит близко к 0^оС. Иногда за 10 минут происходит почти полная перекристаллизация изморози, а значит, и рисунка. При низких температурах структура почти не меняется.

Различают изморозь двух видов: кристаллическую и зернистую.

Кристаллическая - это белый осадок, состоящий из кристаллов льда весьма нежной тонкой структуры. Однако он все же достаточно плотный (0,4 г/см³), стекловидный.

Зернистая - снеговидный рыхлый лед матово-белого цвета, нарастающий преимущественно в туманную, ветреную погоду и чаще всего в горах. Зернистая изморозь имеет аморфное строение и по структуре занимает промежуточное положение между гололедом и кристаллической изморозью. От гололеда отличается снежно-белым цветом и меньшей плотностью (0,1-0,4 г/см³).

Для образования обоих видов изморози кроме минусовой температуры необходимо еще одно условие - туман или густая дымка, т.е. достаточное количество водяного пара в воздухе. При очень сильных морозах (ниже -30^оС) кристаллическая изморозь может возникать и без тумана, но тоже за счет водяного пара, содержащегося в воздухе.

Чем ниже температура, тем более нежной и ажурной бывает изморозь. Ее называют "сибирской" или "полярной". С повышением температуры и сгущением тумана изморозь становится плотнее, ажурность рисунка теряется.

Особой красотой отличается кристаллическая изморозь. Чаще всего она бывает в виде рисунков веерообразных пальмовых листьев. Они всегда разные, никогда не повторяются, потому что условия роста кристаллов - сочетание определенных условий: температуры, влажности, движений воздуха - все время меняется.

Практиков, хозяйственников из всех этих вопросов, пожалуй, больше всего интересуют подробности: где, когда образуются те или иные ледово-изморозные отложения.

Долголетние научные наблюдения показывают, что отложения кристаллической изморози наиболее часто становятся причиной больших и малых аварий, особенно в Сибири. При штилях изморозь там возникает редко: нет интенсивной подачи влаги, главного "строительного материала". Зато при ветрах со стороны крупных водоемов процессы идут особенно интенсивно.

Обильность изморози напрямую связана не только с направлением и силой ветра, но и с его суточными изменениями. Например, на одной из станций Новгородской области кристаллическая изморозь в 70% случаев выпадает вечером, если ветер дует с юго-запада. Но когда направление ветра меняется на северо-западное, время образования изморози обычно сдвигается на ночь.

Любопытно, что 8-17% случаев образования изморози приходится на декабрь, 20-28% - на январь, 25-33% - на февраль, 30-35% - на март, ближе к весне.

Объясняется это тем, что на северо-западе России в это время преобладает антициклонический тип погоды. Стоят солнечные морозные дни. Испарение идет более интенсивно, относительная влажность повышается, и, как следствие, изморозь выпадает чаще.

Поэт Д. Кедрин нашел этому и другое, поэтическое объяснение:

На окнах, сплошь заиндевелых,
Февральский выписал мороз
Сплетенье трав молочно-белых
И серебристо-сонных роз.
Пейзаж тропического лета
Рисует стужа на окне.
Зачем ей розы? Видно, это
Зима тоскует о весне.

Чем стабильнее погода, тем устойчивее изморозные отложения. Растут кристаллики медленно, иногда сутками, держатся порой больше недели.

Чаще всего изморозь, появляясь поздним вечером, достигает максимума далеко за полночь, а разрушается вскоре после полудня.

Когда после изморози начинается потепление, возникает более опасное явление - гололед. На поверхности земли, на дорогах, на крышах домов нарастает слой плотного льда, корка толщиной в несколько сантиметров. И вот тогда, особенно при сильном ветре, начинают ломаться деревья, рушатся мачты электропередачи.

О гололеде обычно не вспоминают более 300 дней в году, но зато те 10-20 дней, когда он случается, долго не забывают.

Сразу же хочу предупредить: не путайте очень похожие по звучанию слова - "гололед" и "гололедица". Это совершенно разные понятия. Первое - явление природы, второе - ее состояние.

Гололедица - корка замерзшей на почве талой или дождевой воды. Она тоже приносит немалый вред людям: дороги становятся скользкими и опасными, и самое главное - это бич сельского хозяйства. Она вызывает выпревание хлебов, от нее скот, находящийся на подножном корму, страдает, а то и гибнет от бескормицы.

Природа не наделила гололед такой красотой, как, скажем, изморозь, однако и он по-своему красив. Взгляните на ветки деревьев, покрытые стекловидной коркой гололеда, и вы невольно представите себе гигантские хрустальные люстры. Гололед воспевают и проклинают, им восхищаются и с ним энергично борются, он хрупок и прочен, красив и очень опасен...

Определение гололеда понятно любому жителю северной страны. Это плотный слой льда, осадок, нарастающий на поверхности земли, на проводах, на деревьях... Возникает он, когда после сильных морозов натекает теплый влажный воздух и при этом на холодную землю выпадает переохлажденный дождь, морось или туман. Образуется ледяная корка, которая может становить ся все толще и толще...

Нарастание гололеда обычно происходит не менее 1 часа и не более 12-ти. А вот разрушение идет очень медленно, в основном за счет испарения льда, а при низких температурах этот процесс протекает вяло. Если не вмешается резкая оттепель или сильный ветер, процесс может растянуться до 4-6 суток.

Метеорологи отметили несколько интересных свойств образования гололеда. Например, такое: на проводах, находящихся под напряжением, величина отложившегося льда почти на 30% больше, чем на проводах обесточенных.

Или такое: гололедные отложения усиленно нарастают в направлении, поперечном движению воздушных масс. Если фронт движется с запада, то отложения толще на проводах, расположенных в меридиональном направлении. И наоборот, при меридионально направленных потоках воздуха отложения толще на проводах, расположенных по широте. И разница огромная, иногда в три раза.

Там, где наблюдались самые объемные отложения, плотность их оказывалась минимальной. Если внимательно рассмотреть кристаллический нарост, можно заметить, что поверхность его удивительно тонкая и хрупкая, кристаллы на внешних краях более пористы и рыхлы.

Но каким же образом легкий, изящный, безобидный на вид ледяной налет оказывается таким разрушительным?

Дело в том, что изящество его весьма относительно. Особо опасные наледи могут достигать 80-100 мм в ширину. Такое препятствие оказывает серьезное сопротивление ветру. А те отложения гололеда, которые в диаметре поменьше (40-50 мм), плотнее, жестче и тяжелее. Роскошные ледяные короны вокруг проводов диаметром до 70-80 мм создают дополнительную весовую нагрузку от 150 до 200 г на погонный метр. Выявлены и рекордные показатели: на Валдае изморозные отложения достигали 424 г на погонный метр провода. Следовательно, на пролет между столбами (50 м) приходилось более 20 кг дополнительного веса.

Практика показывает, что наибольший ущерб наносит не столько толщина гололедных отложений, сколько ветры, когда их скорость более 10-12 м/с. При такой двойной нагрузке - весовой и ветровой - особенно велика опасность разрыва проводов, падения столбов и опор.

Катастрофические условия чаще всего следует ожидать там, где оттепели чередуются с волнами холода. Поэтому и информация о гололеде обычно приходит с юга и из северо-западных областей страны. Вот пример сообщения о том, что случилось в январе 1963 года.

Поезд мчался к югу. Чувствовалась близость Черного моря. Скоро Туапсе, Лазаревское, Сочи... Неожиданно для всех в окна вагонов застучали крупные капли дождя. Падая, они растекались и замерзали, превращаясь в плотный слой стекловидного льда. Контактные провода начали искриться. Поезд замедлил ход и вскоре остановился. Провода, деревья, кустарники, почва - все покрылось толстым панцирем льда... Первыми не выдержали натиска стихии провода. Под тяжестью льда и под действием ветра они стали рваться. Затем начали ломаться телефонные и телеграфные столбы. Словно подкошенные, они валились на землю, увлекая за собой арматуру и провода. Металлические опоры высоковольтных линий электропередачи, стоявшие на вершинах гор, не выдержали тяжести льда и упали.

Наиболее ожесточенным оказался "поединок" между гололедом и лесом. Вековые дубы и грабы, приняв на свои мощные кроны тонны льда, вначале лишь слегка покачивались, но по мере того, как увеличивались отложения льда и усиливался ветер, начали ломаться ветви, затем верхушки деревьев и, наконец, стволы. Тысячи деревьев, вывороченных с корнями, падали на землю... Деревья перекрывали шоссейные дороги, ложились на провода телефонных и осветительных линий, обрывая их.

Температура у поверхности земли была - 3-5^оС. Дул сильный северо-восточный ветер. Эти условия способствовали нарастанию гололеда... Максимальная толщина отложений льда на телеграфных проводах вместе с сосульками достигала 350 мм, а вес отложений на одном погонном метре провода - около 7 кг! Такого гололеда не помнили старожилы и не регистрировали метеорологические станции за многие десятилетия.

Через 25 лет, в декабре 1988 года, ситуация повторилась. На Северном Кавказе сложились крайне неблагоприятные погодные условия: снегопады, дождь, которые из-за низкой температуры превращались в гололед. Поездам приходилось буквально пробиваться сквозь "стеклянные" дожди. Электровозы выходили из строя... Их заменяли на тепловозы , что значительно снижало скорости. Многочасовые опоздания дорого обошлись и стране и пассажирам...

Еще дороже обходится гололед в крупных городах. Вот одно из газетных сообщений (6 января 2000 года): 2088 петербуржцев обратились в "Скорую помощь" за минувшие выходные дни. Пик травм пришелся на 1 января: медицинскую помощь вызвал 721 петербуржец, 62 человека госпитализированы. Кроме того, 79 человек пострадали в результате дорожно-транспортных происшествий.

И вот сообщение уже нынешнего года (газета "Известия", 2004 г., январь, № 1):

Совершенно особая ситуация сложилась на средней и нижней Волге. Там, в результате встречи теплого и влажного воздуха с холодным, сформировались так называемые сложные гололедно -изморозные отложения. "Мне кажется, - пишет об этом в газете Роман Вильфанд, директор Гидрометцентра России, - что тут побит рекорд - толщина льда на проводах линий электропередачи составила 38 см. (Автор обращает внимание на то, что это не ошибка, не опечатка - именно сантиметров, а не миллиметров!) Невероятная тяжесть, в результате которой провода рвутся, как нитки".

Советы пешеходам

Чтобы избежать падений и травм при гололеде и гололедице, прислушайтесь к советам опытных врачей-травматологов.

1. Слушая сводки Гидрометеоцентра, обращайте внимание не только на данные о градусах, влажности воздуха, скорости и направлении ветра, атмосферном давлении, но и на ключевую фразу: "На дорогах сильная гололедица".

2. В такой день, по возможности, лучше вовсе не выходить из дому, ибо, чем меньше вы сделаете шагов по скользкой поверхности, тем меньше вероятность травмы.

3. Передвигаться по льду надо умеючи: на полусогнутых ногах, наклонившись вперед, ноги ставить на всю ступню и слегка расслабить в коленях, идти не торопясь. Руки (или хотя бы одна правая рука) должны быть свободны.

4. Если чувствуете, что падаете, - постарайтесь сгруппироваться и валиться на правый бок, с упором на ладонь и предплечье.

5. Выходите на улицу обязательно в удобной устойчивой обуви.

№3, 2004