Вулканические молнии
Природа, похоже, находится в постоянном поиске новых способов произвести на нас впечатление, и именно поэтому она сделала вулканические молнии реальностью.Это выглядит именно так, как звучит – молнии, которые появляются в середине извержения вулкана. Ученые не уверены на 100%, почему это происходит, но основная теория гласит, что, когда вулкан извергается, он проецирует положительно заряженный мусор в атмосферу. Эти выбросы вступают в реакцию с отрицательными зарядами, в результате чего появляется молния.
Подводные сосульки
Ученые из Университета Гранады установили механизм, лежащий в основе образования подводных сосулек (brinicles), которые встречаются во льду полярных областей. По словам авторов исследования, процесс формирования необычных сосулек происходит следующим образом. При кристаллизации воды в толще ледника содержащиеся в ней соли вытесняются в окружающий раствор. Этот холодный и очень соленый раствор просачивается сквозь трещины в ледяной пульпе. У нижней кромки льда он встречается с обычной морской водой, приводя к ее замерзанию в форме полой корки. Далее сосулька намерзает снаружи за счет охлаждения более теплой обычной морской воды высокосолевым раствором изнутри, а лед, намерзший изнутри, постепенно тает, затягивая новый солевой раствор из ледяной пульпы.Получается нечто вроде сосульки, растущей с ледяной «крыши» океана. Наблюдения показали, что сосулька длиной несколько метров вырастает за пять-шесть часов. В целом, процесс напоминает рост так называемых химических или коллоидных водорослей.При этом химические водоросли обычно растут вверх, а подводные сосульки - вниз.Техническое название для такого рода вещей – «ледяные сталактиты».
Ранее другая группа ученых установила механизм образования другого гидродинамического явления в океане так называемых солевых пальцев.Исследователи окрестили его подводной «сосулькой смерти».«Сосулька» образуется в соленой воде и убивает всех обитателей морского дна на своем пути. Это странное образование британские ученые еще называют brinicle. Над поверхностью океана кинооператоры обнаружили ледяные сталактиты, которые пронизывают глубину океана в виде струи экстремально холодной (практически замороженной) и очень соленой воды. Ученые назвали этот феномен «бриниклы», а операторы, которые его наблюдали называют это также «ледяным пальцем смерти».Этот «Ледяной палец смерти» убивает все живое до чего дотрагивается, превращая все в лед. С подобным явлением никто не сталкивался и даже не догадывался о возможности существования такого!
Пенитентес/Кальгаспоры
Кальгаспоры («кающиеся снега», нем.Büßerschnee; также «Кающиеся монахи») — своеобразные образования на поверхности снеговых и фирновых(фирны - старый,многолетний снег)полей в виде наклонных игл или пирамид высотой до 6 метров в высокогорьях тропиков и субтропиков, издали производящие впечатление толпы коленопреклоненных монахов. На леднике горы Эверест обнаружены «кающиеся монахи» высотой до 30 м.«Кающиеся монахи» образуются в условиях высокого стояния солнца, сухости воздуха и сильной инсоляции на участках, лишенных моренного покрова или усеянных редкой галькой, вследствие неравномерного таяния фирна. Проталины возникают по направлению падающих косо солнечных лучей. Исследования этого природного явления ведутся несколькими группами учёных как в естественных, так и в лабораторных условиях, однако окончательный механизм зарождения кристаллов «кающихся монахов» и их роста пока не установлен.
Название «кающиеся» («пенитентес») произошло от одноимённого названия головных уборов монахов
Огненная радуга
Эти красочные явления можно увидеть в летний сезон в средних широтах. На самом деле, они являются большим ореолом преломленного света, и, несмотря на название, не имеют ничего общего ни с огнем, ни с радугой. Они появляются только в том случае, когда солнце находится под углом не менее 58 градусов над горизонтом, и когда в небе есть перистые облака, которые наполнены пластинчатыми кристаллами льда. Преломление света всегда параллельно горизонту, а из-за того, что дуги очень большие, становятся видны только секции, и именно поэтому это может выглядеть как участки облаков в огне.
Это редкий оптический эффект в атмосфере - возникновение горизонтальной радуги, локализованной на фоне лёгких, высоко расположенных перистых облаков. Феномен проявляется при определённых условиях: Солнце должно быть выше 58 градусов над горизонтом; в небе должны находиться перистые облака; плоские шестиугольные кристаллы льда в облаках должны располагаться горизонтально. К северу от 55° с. ш. и к югу от 55° ю. ш. явление не может наблюдаться, поскольку так высоко солнце там не поднимается.
Пласты базальта
Базальт – поток лавы, образовавшийся при вулканических извержениях. Наибольшие залежи базальта на Земле находятся в Западной Индии на плато Декан, а также в Кордильерах на Колумбийском плато (США). Гавайские острова имеют вулканическое происхождение, почти целиком состоят из базальтовых пород. На сегодняшний день базальтовыми являются вулканы Этна, Везувий и некоторые действующие вулканы Курильских островов и Камчатки.Уникальные образования являются результатом того, что лава стекала и охлаждалась, перпендикулярно основному потоку.
Суперячейки
Суперячейки — это мощные облачные структуры в атмосфере нашей планеты, огромные грозовые облака, которые непрерывно рождают всевозможные явления погоды: молнии, сильный ливень и шквальный ветер, град и даже торнадо. Это самые «высокоорганизованные» и опасные для человека облака.Диаметр суперячейки составляет 50 км, а ее высота часто превышает 10 км. Этого вполне достаточно, чтобы стабильно существовать практически без изменений до 6 часов и терроризировать плохой погодой крупный город.
Солнечные собаки
Вот еще одно явление, связанное с ледяными кристаллами в атмосфере. Как и огненные радуги, солнечные собаки являются большими свечениями в небе в результате преломления света, хотя в этом случае, они, кажется, на самом деле окружают солнце. Солнечных собак можно узнать по двум ярким пятнам по обе стороны от свечения. Если эти вспышки достаточно яркие, они могут выглядеть как три солнца на небе.
Снежные пончики
У природы есть собственный способ лепки из снега – снежные пончики. Эта редкая форма образуется в идеальных условиях температуры, во время снегопада или метели. Если часть снег склеивается с другой частью, то гравитация и ветер делают свою часть работы, и ком катится сам.В этом случае тенденция к сжатию создает форму тора, который может достигать до 66 см в высоту.
Смерчи
Смерч (или торна́до от исп.tornado «смерч») —атмосферный вихрь,возникающий в грозовом облаке и распространяющийся вниз, часто до самой поверхности земли, в виде облачного рукава или хобота диаметром в десятки и сотни метров.Внутри воронки воздух опускается, а снаружи поднимается, быстро вращаясь, создаётся область сильно разреженного воздуха. Разрежение настолько значительно, что замкнутые наполненные газом предметы, в том числе здания, могут взорваться изнутри из-за разности давлений. Это явление усиливает разрушения от смерча, затрудняет определение параметров в нём.
Определение скорости движения воздуха в воронке до сих пор представляет серьёзную проблему. В основном оценки этой величины известны из косвенных наблюдений. В зависимости от интенсивности вихря скорость течения в нём может варьироваться. Считается, что она превышает 18 м/с и может, по некоторым косвенным оценкам, достигать 1300 км/ч. Сам смерч перемещается вместе с порождающим его облаком. Это движение может давать скорости в десятки км/ч, обычно 20—60 км/ч. По косвенным оценкам, энергия обычного смерча радиусом 1 км и средней скоростью 70 м/с сравнима с энергией эталонной атомной бомбы.
Торнадо может появляться во многих формах и размерах. Большинство смерчей возникает в виде узкой воронки (всего несколько сотен метров в поперечнике), с небольшим облаком мусора вблизи земной поверхности. Торнадо может быть скрыт полностью стеной дождя или пыли. Такие торнадо особенно опасны, так как даже опытные метеорологи не могут их видеть.
Ледяные цветы
Ледяные цветы – это наслоение частиц льда вокруг основания некоторых растений и пород дерева. Когда температура вокруг растения ниже точки замерзания, а температура внутри – нет, то вода вытягивается на поверхность. Это приводит к тому, что хрупкие соединения льда выталкиваются наружу, где заканчивается формирование «цветка». Таким образом, они не совсем похожи на цветы, скорее на листья, но это очень красиво.
В Арктике существует невероятно красивое явление – ледяные цветы. Так ученые называют кристаллы высотой в несколько сантиметров, которые образуются на поверхности тонкого слоя льда. Считалось, что ледяные цветы образуются несколькими способами. Один — вода из перенасыщенного влагой воздуха конденсируется в виде кристаллов на поверхности льда. Точно так же формируется иней. Другой способ – соленая вода поднимается по порам льда и на его поверхности вырастают кристаллы соли.
Профессор Грей Уорстер (M. Grae Worster) и его коллега Роберт Стайл (Robert W. Style) из Института теоретической геофизики Кембриджского университета (Institute of Theoretical Geophysics, University of Cambridge, Великобритания) выяснили, что ни влага, ни соль тут ни при чем. Выполнив теоретические расчеты и проверив их в лабораторных условиях, они пришли к выводу, что для роста снежных цветов необходимы тонкий слой льда и большая разница между его температурой и температурой воздуха – хотя бы в 20°С. Поэтому теоретически ледяные цветы могут образовываться и в водоемах с пресной водой.
Как напоминает профессор Уорстер, вода даже не на Северном полюсе часто попадает в такие условия, когда может сублимироваться. То есть переходить в газообразную форму из твердой минуя жидкую. Благодаря этому, кстати, высыхает белье на морозе. А если температура воздуха ниже -20°С, а поверхности льда — около 0°С, да при безветренной погоде, у самой поверхности льда формируется перенасыщенный влагой слой. И эта влага, соприкасаясь с холодным воздухом, резко охлаждается и снова конденсируется на поверхности льда, но уже в виде кристаллов. Через определенное время на кристаллах льда оседают соляные аэрозоли, поэтому содержание солей в ледяных цветах примерно в четыре раза больше, чем в морской воде. Откуда, собственно, и появилась «соляная» теория роста.
Ледяные цветы недолговечны. Они могут «расти» только на поверхности тонкого, молодого льда. Ведь как только толщина льда увеличивается, температура на его поверхности приближается к температуре воздуха и цветы просто исчезают. Кроме того, жизнь ледяных цветов поддерживается толщиной перенасыщенного влагой слоя. А эта величина и вовсе изменчива – ведь на нее влияет множество внешних факторов, например ветер.