Изморозь как атмосферное явление¶
Изморозь — атмосферное явление, представляющее собой отложения льда на тонких и длинных предметах (ветвях деревьев, проводах, тросах, выступах зданий), которые образуются при осаждении переохлаждённых капель воды или кристаллов льда из влажного воздуха. Относится к классу атмосферных осадков, образующихся непосредственно на поверхности, и наряду с гололёдом, гололедицей и наледью входит в группу явлений обледенения. В отличие от инея, изморозь имеет более плотную и массивную структуру, а её появление связано с туманом, слабым ветром и отрицательными температурами воздуха.
¶Условия образования
Изморозь формируется при температуре воздуха, как правило, от 0 до −25 °C, чаще всего в диапазоне −5…−15 °C. Ключевыми условиями служат:
- высокая относительная влажность воздуха, наличие переохлаждённого тумана или дымки;
- слабый ветер (обычно до 5 м/с), обеспечивающий медленное натекание влажного воздуха на предметы;
- отрицательная температура поверхности, на которой происходит осаждение;
- наличие тонких, вытянутых предметов с малой теплоёмкостью.
При соприкосновении переохлаждённых капель с холодной поверхностью они замерзают, образуя рыхлые ледяные отложения. Если капли успевают замерзать в воздухе, осаждаются уже готовые кристаллы, что даёт более зернистую структуру. Интенсивность нарастания зависит от продолжительности тумана и скорости ветра: при благоприятных условиях за сутки могут откладываться слои толщиной в несколько сантиметров.
¶Виды изморози
В метеорологии различают несколько типов изморози, отличающихся механизмом образования и внешним видом.
¶Кристаллическая изморозь
Образуется преимущественно при слабом ветре и температуре ниже −10 °C из переохлаждённого тумана. Состоит из отдельных ледяных кристаллов, нарастающих преимущественно с наветренной стороны предметов. Имеет пушистый, снегоподобный вид, легко осыпается при встряхивании. Нарастает медленно, но может достигать значительной толщины на протяжении нескольких суток.
¶Зернистая изморозь
Возникает при температуре около −2…−10 °C и более сильном ветре, когда осаждаются переохлаждённые капли. Отложения более плотные, матово-белые, иногда с ледяной коркой. Зернистая изморозь прочнее держится на поверхности и труднее удаляется.
¶Смешанные и переходные формы
В реальных условиях часто наблюдаются промежуточные формы, сочетающие признаки кристаллической и зернистой изморози, а также переход изморози в гололёд при изменении температуры и влажности.
¶Отличия от инея, гололёда и гололедицы
Изморозь нередко путают с близкими явлениями, однако между ними есть принципиальные различия.
| Явление | Механизм | Внешний вид | Типичные условия |
|---|---|---|---|
| Изморозь | Осаждение переохлаждённых капель и кристаллов из тумана | Рыхлые или зернистые ледяные отложения | Туман, слабый ветер, −5…−15 °C |
| Иней | Сублимация водяного пара на холодной поверхности | Тонкий кристаллический налёт | Ясная ночь, слабый ветер, сильное выхолаживание |
| Гололёд | Замерзание переохлаждённых осадков (дождя, мороси) | Плотная прозрачная ледяная корка | Температура около 0 °C, переохлаждённый дождь |
| Гололедица | Замерзание воды на грунте | Скользкая ледяная поверхность на земле | Оттепель с последующим похолоданием |
Таким образом, изморозь — это именно отложения на предметах, а не налёт на почве или корка от замерзания осадков.
¶Распространение и сезонность
Изморозь характерна для умеренных и высоких широт, а также для горных районов. В России она регулярно наблюдается в зимний период на большей части территории: в центральных областях, на Урале, в Сибири, на Дальнем Востоке, в Арктике. Особенно часты и обильны отложения изморози в горных и прибрежных районах, где воздух насыщен влагой, а рельеф способствует застою туманов. Наибольшая повторяемость приходится на декабрь—февраль, хотя в отдельных регионах явление возможно и в переходные сезоны.
¶Влияние на хозяйство и технику
Изморозь представляет существенную проблему для ряда отраслей.
- Энергетика и связь. Отложения на проводах линий электропередачи и связи увеличивают их массу и парусность, что может приводить к обрывам, схлёстыванию проводов и авариям. Для борьбы применяют плавку гололёда током, механическую очистку и специальные конструкции.
- Транспорт. Изморозь на дорогах, мостах и взлётно-посадочных полосах ухудшает сцепление и требует обработки противогололёдными реагентами. В авиации обледенение несущих поверхностей и датчиков опасно и требует противообледенительной обработки.
- Сельское хозяйство. Толстые отложения на ветвях плодовых деревьев могут вызывать их обламывание.
- Городское хозяйство. Изморозь на деревьях, проводах и кровлях создаёт риск падения сосулек и обрушения конструкций.
¶Наблюдения и измерение
На метеорологических станциях изморозь регистрируют визуально и инструментально. Для измерения отложений используют гололёдные станки и специальные линейки, определяющие толщину и массу льда на эталонном проводе. Данные о повторяемости и интенсивности отложений используются при проектировании линий электропередачи, антенно-мачтовых сооружений и мостов, а также в климатологии для оценки нагрузок на строительные конструкции.
¶Близкие явления в природе
С изморозью связано образование так называемых «снежных цветов» и ледяных наростов на растениях, а также «ледяных волос» — тонких нитей льда, выступающих из влажной древесины при определённых условиях. В горах изморозь в сочетании с ветром формирует снежно-ледовые наросты на скалах, влияющие на лавинную обстановку.
Источники: метеорологические словари и справочники, учебные пособия по общей метеорологии, нормативные документы по расчёту гололёдных нагрузок на сооружения, материалы наблюдений гидрометеорологической службы.