Характеристика снежного покрова

1.1 Снежный покров и его характеристики.

СНЕЖНЫЙ ПОКРОВ – слой снега, лежащий на поверхности почвы или льда, образовавшийся в результате снегопадов в зимнее время. Сухой С.п. представляет собой двухфазную, а мокрый — трехфазную систему, состоящую из кристаллов льда, воды и воздуха, содержащего пар. Различают С.п. временный, стаивающий за несколько часов или дней после образования, и устойчивый, лежащий в течение всей зимы или с небольшими перерывами. С.п. имеет слоистое строение, обусловленное рядом причин — перемежающимися снегопадами, собственной массой снежинок, возгонкой и сублимацией снежных кристаллов, воздействием ветра, солнечной радиации, оттепелей и др. Высота и физико-механические свойства С.п. непрерывно изменяются. Свежевыпавший снег (см.) частично сохраняет первичную структуру снежных кристаллов и состоит из снежинок, которые ложатся друг на друга в разных плоскостях. Плотность сухого снега — 10—20 кг/м3, влажного — 100—300 кг/м3. Уплотненный (лежалый) снег частично утрачивает свою первичную структуру в основном за счет оседания под влиянием собственного веса, температуры и ветра. Плотность лежалого снега — 200—600 кг/м3. Старый снег — полностью утратил первоначальную структуру и форму кристаллов, перекристаллизовался в более или менее крупные зерна под влиянием возгонки и сублимации, таяния и повторного замерзания. Крупность зерен: мелкозернистый — до 1 мм, среднезернистый — 1—2 мм и крупнозернистый — 2—5 мм. Плотность 300—700 кг/м3.

На поверхности снега различают солнечную корку толщиной в несколько мм, образовавшуюся в ясные морозные дни за счет оплавления поверхностного слоя снега, ветровой наст — уплотненный ветром слой снега толщиной до 3 см и тепловой наст — до 8–10 см. Под снегом на поверхности почвы может образоваться ледяная корка от замерзания талой воды. Средняя плотность снежного покрова в европейской части России в конце зимы на севере — 220—280, в средней полосе — 240—320 и на юге — 220—360 кг/м3. Плотность снега в начале таяния — 180—350, в разгар таяния — 350—450 и в конце доходит до 600 кг/м3. Плотность снега в снежниках (см.) в горах Средней Азии достигает в период таяния 750 кг/м3. Пористость С.п. связана с его структурой и изменяется по мере уплотнения от 98 до 20%. С.п. обычно обладает хорошей воздухопроницаемостью и водопроницаемостью. Коэффициент фильтрации С.п. лежит в пределах 0,001—0,006 м/с. Тепловые свойства снега играют исключительную роль в природе. Малая теплопроводность и большая теплоемкость снега приводит к тому, что теплообмен через С.п. замедлен, суточные колебания температуры быстро затухают с глубиной, проникая на глубину 25—35 см. С.п. защищает почву от проникновения холода из воздуха. В то время, как обнаженная почва может промерзнуть на глубину 120 см, снежный покров высотой 60 см полностью исключает промерзание при одинаковых условиях.



Весьма характерное сезонное явление представляет снежный покров. Сезонный снежный покров ложится на поверхность суши на площади от 115 до 126 млн. км2. В нашей стране устойчивый снежный покров в конце лета встречается на островах арктических архипелагов и в высокогорных районах. Начиная с осени площадь, занятая снежным покровом, увеличивается, и в сентябре он распространяется на полуострова Таймыр и Чукотку, в октябре – на северную часть Восточно-Европейской равнины, Западную Сибирь, Восточную Сибирь (до оз. Байкал) и Дальний Восток; в ноябре – центральные районы Восточно-Европейской равнины и всю Сибирь; в декабре, январе и феврале вся территория России, кроме Закавказья, занята устойчивым снежным покровом. В марте от снега освобождается южная часть Восточно-Европейской равнины, в апреле – центральные районы европейской части. В мае снежный покров располагается только вдоль побережья Северного Ледовитого океана, на Чукотке и Камчатке.

Снежный покров оказывает большое влияние на все природные процессы и хозяйственную деятельность человека. Сплошной снежный покров предохраняет зимой поверхность от эрозии, дефляции, солифлюкции, а весной при таянии является источником интенсивного проявления склоновых и эрозионных процессов. Снег оказывает влияние на давление, осадки, влажность, температурный режим, запыленность атмосферы.

С другой стороны, физико-механические свойства снега, его строение и особенности распространения находятся в тесной зависимости от ландшафтных условий территории. Снежный покров является зеркалом сезонного состояния природы и несет большую информацию о погодных явлениях.

Образование снежного покрова происходит в результате выпадения из атмосферы твердых осадков, представленных снежинками, которые состоят из множества мелких ледяных кристаллов. Процессы образования в облаке зародышевых капель и кристаллов сложны и не полностью еще изучены. Полагают, что зарождение снежинок происходит возле ядер конденсации, какими являются частицы пыли, сажи, пыльцы растений и спор. Увеличение видимых кристалликов происходит за счет сублимации (перехода из газообразного в твердое состояние, минуя жидкую фазу) на них водяного пара или слипания друг с другом. В условиях сильного перенасыщения воздуха водяным паром возникают лучистые снежинки, если же перенасыщение уменьшается, промежутки между лучами заполняются льдом и создаются пластинки. По мере увеличения веса кристаллики падают на землю и на своем пути подвергаются механическому и температурному воздействию. На поверхности земли снежинки накапливаются и формируют снежный покров. Снег подвержен воздействию ветра и температуры воздуха не только в момент выпадения, но и после снегопада. Перенос снега носит название снеговой адвекции. Распределение снега зависит от особенностей выпадения осадков, силы ветра, характера поверхности и других факторов. Перемещается снег по физическим законам переноса песка. На затишных участках происходит накопление снега и образуются сугробы. Места, подверженные продолжительному ветровому воздействию, как правило, лишены снега. Изучение перемещения снега имеет большое практическое значение при снежных мелиорациях.

Мощность снежного покрова зависит от режима погоды в течение зимнего сезона, рельефа, растительного покрова и других физико-географических условий. Средняя мощность снега в центральном районе Русской равнины составляет 60 см, на северо-западе – 50 см. Распространение мощности снежного покрова на той или иной территории в целом зависит от местных условий, На открытых приподнятых участках, особенно в наветренных склонах, мощность снега обычно меньше, чем в понижениях и на подветренных склонах. В лесу за счет метелей снега больше, чем на открытых участках.

Одним из важных свойств снега является его плотность. Под плотностью понимается отношение объема воды, содержащегося в снеге (кубических сантиметрах). Численно она равна весу снега (в граммах) в 1 см3 снежного покрова. От плотности и мощности снега зависят запасы воды в снежном покрове: чем больше мощность и плотность снежного покрова, тем больше воды содержится в нем.

Среди физических свойств снега прежде всего обращают внимание теплоизолирующие свойства, которые обусловлены его плохой теплопроводностью. В средних значениях теплопроводность снега примерно на порядок больше теплопроводности воздуха и на порядок меньше теплопроводности минеральной почвы. Поэтому почва, покрытая снегом, промерзает медленнее и на меньшую глубину по сравнению с оголенной. Теплопроводность свежевыпавшего рыхлого снега наименьшая. Такой снег гарантирует наилучшую защиту почвы и зимующих под ним растений от охлаждения и промерзания.

Теплоизолирующая роль снежного покрова особенно важна для перезимовки растений и животных. Если температура почвы на глубине узла кущения (до 5 – 8 см) опускается ниже критической, то растения вымерзают.

В снежном покрове наблюдается четко выраженная слоистость, обусловленная как неоднородными условиями накопления снега, так и его последующими изменениями. В стратиграфическом разрезе снежной толщи отражены типы прошедших погод. Выделяют обычно две фации снега: фацию безветренного отложения, когда накапливается пушистый снег, и фацию ветреного отложения, характеризующуюся большой твердостью и плотностью снега. Снег ветровой фации состоит из окатанных и подобранных по размерам (фракциям) ледовых зерен. В снежной толще особенно четко выражены следы несогласного залегания одного слоя на другом. Несогласные контакты образуются в перерыве между снегопадами в результате коррозионной деятельности ветра. В контактах между снежными толщами отражаются следы глубоких оттепелей. Наряду с основными слоями в снежной толще наблюдаются различные корки, представляющие собой прослои льда и сильно уплотненного снега. Они имеют мощность от 0,5 мм до 2 – 3 см. Гололедные корки образуются при выпадении мороси, радиационные (солнечные) – при замерзании поверхности снега, оттаявшей под влиянием прямой солнечной реакции, оттепелые – при замерзании поверхности снега, частично растаявшего под воздействием теплового воздуха. Ветровые корки возникают вследствие ветрового уплотнения и механического давления с участием сублимации.

Образование и форма снега

Мельчайшие матово-белые кристаллики льда - снег - являются самыми обычными видами твердых осадков, возникающих в свободной атмосфере в результате сублимации водяного пара внутри переохлажденного воздуха (рис.1).

Водяной пар + Ледяные ядра + Облачные капли

                                                      (при t° ниже 0°С)



сублимация



Снежные кристаллы



заиневение                                                                      коагуляция



сублимация



     кристаллы инея,	                                                         снежные хлопья

             крупа

Пластинчатые        Столбчатые

при t° до -20...-25°С     при t° ниже -25°С



Рис. 1. Схема образования «снежных» осадков.

Образованию кристаллов способствуют и ядра кристаллизации, среди которых лучшими являются вещества, кристаллическая решетка которых геометрически подобна решетке льда. Японский гляциолог У. Накайя, исследуя снежинки под электронным микроскопом, всегда обнаруживай в их центрах включения размером 0,5 - 0,8 мк (преимущественно частицы каолина, глины, угля, а также микроорганизмы).

Кристаллы льда имеют тригональную форму. Они всегда развиваются попарно и создают шестиугольный кристалл. Кристаллографических осей 4: из них 3 лежат в одной плоскости, образуя друг с другом углы в 120°, четвертая (главная) ось направлена перпендикулярно к этой плоскости и является осью симметрии.





Множество факторов влияет на образование и рост снежинок, потому так велико разнообразие их форм. В коллекции микрофотографий американского метеоролога Уилсона Бентли, изданного в 1931 году, насчитывается свыше 5 тысяч Микрофотографий снежинок, отличных друг от друга.

Наиболее совершенные классификации кристаллов снега принадлежат У.Накайя и А.Д.Заморскому. Последний по генетическим признакам выделил 9 основных форм, а в них 48 видов, являющихся вариантами, комбинациями и усложнениями основных форм.

Обобщая это великое разнообразие форм снежинок, можно говорить о двух основных типах (по В.М.Котлякову). 1 - пластинчатые кристаллы, образующиеся при температурах -20...-25°С; 2 - столбчатые кристаллы, образующиеся при более низких температурах. К основным формам первого типа относятся:

Пластинка - самая простая по форме снежинка, тонкая шестиугольная, реже треугольная ледяная пластинка размером от 0,1 до 4 мм. Все ее стороны (или через одну) одинаковы по форме и длине.

Звездчатый кристалл - пожалуй, самая красивая снежинка (ее изображение стало символом снега) - тонкий, плоский кристалл, имеет центральную шестиугольную пластинку, из углов которой растут тонкие лучи. Обычно лучей шесть, но может быть 3 или 12 или другие усложненные формы. Средний размер кристаллов колеблется от 2 до 7 мм. До нас дошли зарисовки этого вида снежинки, датируемые 1555 годом.

Пушинка - пластинка или звезда до 9 мм по горизонтали, покрытая обычно с одной стороны плоскими кристаллами, выросшими под разными направлениями и углами. Пушинки когда-то слыли «заиндевелым снегом».

Среди столбчатых кристаллов самой распространенной формой является столбик. Это шестигранная или полая призма длиной менее 1см с плоскими пирамидальными или усеченными концами. Она очень часто встречается при температурах ниже -20°С и имеет много усложненных разновидностей.

Вытянутые тончайшие снежные кристаллы известны как иглы. Сложный снежный кристалл - еж - представляет собой несколько пластинок, лучей или призм, растущих в разных направлениях из одного центра. Снежный покров в основном состоит из пластинчатых ежей и звезд (около 30%), звездчатых пушинок (около 10%), снежной крупы и других форм.



Рис. 2. Международная классификация снежинок

В зависимости от погодных условий в разных местностях выпадает «свой» снег. В Прибалтике и в центральных областях часто идет снег в виде крупных, сложных снежинок или беспорядочно сросшихся кристаллов - мохнатых хлопьев. В 1944 году в Москве выпали снежные хлопья до 10 см в поперечнике. Максимальный зарегистрированный диаметр хлопьев свыше 30 см, вес - свыше 500 г. При низких температурах и сильном ветре выпадают тонкие ледяные иголки, а также обломки столбиков или других форм. В Якутии такой снег называют «алмазной пылью». На земле он образует слой пушистого снега.

Кроме осадков, выпадающих из атмосферы, зимой наблюдаются и 

нарастающие осадки, образующиеся на поверхности Земли, снежного покрова или различных предметов. Это - иней, изморозь и гололед.

Помимо этих первичных форм осадков в снежном покрове в соответствии го структурой и физическими свойствами выделяют 3 типа (по классификации Г. К. Тушинского, 1968):

1) Свежий снег - свежевыпавший или свежеотложенный, образовавшийся при метели или поземке.

2) Старый снег - уплотненный или фирнизированный снег с разновидностями мелко- средне- или крупнозернистого, а также снег-плывун или          глубинная изморозь (рыхлый снег, состоящий из полых бокаловидных кристаллов, мало связанных, подвижных).

3) Фирн - переходная форма от снега ко льду. Различают инфильтрационный фирн, возникающий при повторном замерзании воды в снеге, и рекристаллизационный, образующийся в результате метаморфизма снега без участия жидкой воды. По величине зерен фирн может быть мелкозернистым (менее 1 мм), среднезернистым (1-3 мм) и крупнозернистым (более 3 мм). 

Физико-механические свойства снега и снежного покрова

Снег является наиболее распространенным видом твердых атмосферных осадков. Снежинки, составляющие падающий снег и образующие снежный покров, являются плоскими кристаллами льда весьма разнообразной формы, в основном гексагональной, шестигранной и шестилучевой. Размеры отдельных, свободно падающих в воздухе снежинок доходят до 10 мм.

Снежным покровом называют слой снега, лежащий на поверхности земли и образовавшийся при снегопадах. Состав снежного покрова весьма разнообразен, он имеет слоистое строение, обусловленное целым рядом причин: перемежающимися снегопадами, собственной массой снежинок, возгонкой и сублимацией снежных кристаллов, воздействием атмосферных факторов (солнечной радиации, ветра, других атмосферных осадков и пр.).

Таким образом, снежный покров не является стабильным; его мощность и все физико-механические свойства непрерывно изменяются.

Сухой снежный покров представляет собой двухфазную, а мокрый — трехфазную систему, состоящую из кристаллов льда, воды и воздуха, содержащего водяной пар.

Все характеристики снега зависят от его плотности, но вместе с тем плотность снега в высшей степени изменчива, от 10 до 700 кг/м3. Обычно рассматривают: плотность различных видов снега, плотность снега на открытой местности, плотность снега в лесу, плотность снега в снежниках, плотность тающего снега.

Плотность снега весьма неоднородна по высоте снежного покрова и зависит от продолжительности и глубины его залегания. Поэтому плотность снежного покрова является величиной осредненной.

Наличие влаги (воды, водяного пара) существенно увеличивает плотность снега. Плотность тающего снега имеет большое значение для прогноза половодья на реках. Наблюдения показывают, что в большинстве случаев она изменяется в начале таяния от 180 до 350 кг/м3, в разгар таяния от 350 до 450 кг/м3, в конце таяния доходит до 600 кг/м3.

Плотность снега в лесу меньше, чем на открытой местности, что объясняется уменьшением ветра в лесу и меньшей интенсивностью зимних оттепелей.

Пористость снежного покрова обусловлена наличием большого количества промежутков между кристаллами льда, образующих сообщающиеся между собой поры и пронизывающих снежный покров во всех направлениях. 

Пористость снежного покрова связана с его структурой и изменяется по мере его уплотнения от 98 до 20 %. К началу снеготаяния (обычно при плотности 280 — 300 кг/м3) она составляет 73—67 %.

Воздухопроницаемость снежного покрова объясняется наличием в нем сквозных пор и характеризуется коэффициентом воздухопроводности. При отсутствии жидкой фазы снежный покров будет воздухопроницаемым, если размеры пор или капилляров будут достаточными для свободного перемещения молекул воздуха. Следовательно, коэффициент воздухопроницаемости существенно зависит от структуры снежного покрова; он уменьшается по мере его уплотнения.

Водопроницаемость снежного покрова для гравитационной воды, поступающей от дождя или от таяния верхнего слоя снега, зависит от количества, размеров и формы пор в снежном покрове, от наличия ледяных прослоек и пр., т. е. от структуры снежного покрова.

Водоудерживающая способность снежного покрова характеризуется тем наибольшим количеством воды, которое он способен удержать в данном его состоянии. Эта характеристика имеет большое значение для расчета половодий. Она изучалась П.П.Кузьминым опытным путем на специально разработанных приборах с использованием весового и калориметрического способов.

В результате исследований было установлено, что водоудерживающая способность снежного покрова зависит от его структуры и плотности: меньшей плотности соответствует большая водоудерживающая способность.

Влажность снега — количество воды, которое снежный покров содержит в данный момент. Она является очень важной его физической характеристикой и определяется калориметрическим способом.

Коэффициент отражения солнечной радиации снегом значительно выше, чем у льда и, тем более, у воды.

Коэффициент поглощения солнечной радиации снегом также высокий; поглощается она самым верхним слоем снега и поэтому не доходит до его подстилающей поверхности.

Электрические, радиоактивные и акустические свойства снега в последнее время приобретают все большее значение, но они пока изучены недостаточно.

Сухой снег, прежде всего, характеризуется малой электрической проводимостью, что позволяет располагать на его поверхности даже не изолированные провода. Выполненные исследования для сухого снега плотностью порядка 100 — 500 кг/м3 при температуре от -2 до -16 °С показали, что удельное электрическое сопротивление ρэ довольно высокое (2,8·105 — 2,6·107 Ом · м) и близко к удельному сопротивлению сухого льда. Напротив, влажный снег обладает малым электрическим сопротивлением, падающим до 10 Ом·м.

Сухой снежный покров является диэлектриком. Диэлектрическая проницаемость снежного покрова ε зависит от частоты электромагнитных волн, их длины и от состояния снега (температуры, плотности, структуры, влажности). Диэлектрическая проницаемость снега значительно меньше, чем льда (εол = 73... 95, ε∞л =3... 8), и увеличивается с возрастанием его плотности и влажности.

Акустические свойства снега проявляются, например, в скрипе под лыжами, полозьями саней, под ногами пешеходов и в других случаях. Скрип снега зависит от его плотности, давления на него и от его температуры. Замечено, что скрип слышен при температуре от -2 до -20°С; ниже этой температуры скрип не слышен. Связь скрипа с температурой можно объяснить тем, что с понижением температуры увеличивается прочность снежных кристаллов и поэтому излом их под давлением сопровождается звуком. При температуре ниже -20°С снежинки достаточно прочны и очень мало ломаются под давлением.

Механические свойства снега имеют большое значение при использовании его в качестве строительного материала, при транспортировке по нему грузов, а также при изучении снежных лавин.

Установлено, что зависимость трения скольжения по снегу различных тел от температуры снега неоднозначна. Наилучшие условия для движения лыж и саней наблюдаются при температуре от -3 до -10°С. С увеличением плотности снега и скорости движения коэффициент трения скольжения уменьшается. 

Сопротивление снега растяжению исследовалось по разрыву образца от собственного веса путем пропиливания заранее намеченной шейки. Свежевыпавший снег оказывает небольшое, практически равное нулю сопротивление разрыву, а в уплотнившемся снеге сопротивление разрыву возрастает с увеличением плотности и достигает значения 0,027·105Па. Сопротивление разрыву влажного снега меньше, чем сухого. В целом сопротивление снега разрыву зависит от его температуры, плотности и структуры.

Сжатие снега под действием нагрузки является одной из его характеристик. В опытах установлено, что слежавшийся сухой снег разрушается при нагрузке около 1,5·105Па. Прочность снега значительно увеличивается после добавления воды и замерзания ее. Несомненно, что прочность снега на сжатие зависит от его плотности, но надежных данных по этому вопросу нет.

Твердость — это свойство вещества сопротивляться внедрению в него другого тела, теоретически не деформируемого. Она характеризует прочность снега и, в частности, несущую способность снежного покрова. Мерой твердости является размер следа (царапина, углубление), оставляемого на исследуемом материале абсолютно (условно) твердым телом, внедряемым под определенной нагрузкой.

По техническим условиям, в зимних снеговых дорогах плотность и твердость снега, как минимум, должны быть равны 600 кг/м3 и 106Па.

Вязкость снега играет большую роль в процессах формирования снежных обвалов. Свежий снег обладает большей пластичностью и меньшей вязкостью по сравнению с плотным снегом и тем более с льдом. Укрупнение зерен снега — фирнизация — ведет к уменьшению его пластических свойств.

Снежный покров в течение всего периода своего существования подвергается воздействию различных физических и механических факторов, приводящих к непрерывному изменению его структуры, состава и объема. Эти факторы и оказываемые ими воздействия еще далеко недостаточно изучены.

К физическим факторам и процессам можно отнести режеляцию, рекристаллизацию, возгонку и сублимацию, гелио- и геотепловые воздействия. К механическим факторам относятся сила тяжести и ветер.

Режеляция (повторное смерзание) заключается в плавлении и повторном смерзании ледяных кристаллов, образующих снежинки, под влиянием удельного давления. Режеляция снега протекает с заметной интенсивностью лишь при температуре, близкой к 0°С, т. е. при температуре, при которой не требуется большого удельного давления, чтобы вызвать плавление льда.

Рекристаллизация представляет собой физический процесс, при котором атомы молекул перескакивают с кристаллической решетки одного кристалла на решетку другого кристалла и обусловливают срастание отдельных кристаллов (снежинок).

В твердых телах существует некоторое количество атомов и молекул, кинетическая энергия которых достаточна для перехода в газообразное состояние. Процесс перехода вещества из твердой фазы в газообразную, минуя жидкую, называют возгонкой, а процесс кристаллизации вещества из пара — сублимацией. С признаком возгонки какого-либо твердого тела мы встречаемся при ощущении его запаха в окружающем воздухе.

Так как в снежном покрове имеется большое количество межкристаллических пор с поверхностями кристаллов очень малого радиуса и разных направлений кривизны, то в его толще распределение парциального давления водяного пара будет очень неравномерно. Водяной пар, образовавшийся на острых ребрах кристалликов, будет стекать во впадины и, насыщая здесь воздух, перейдет в воду и замерзнет. Вследствие этого возникает процесс округления кристалликов льда и увеличения их объема, т. е. происходит так называемая фирнизация снега. Процесс этот наблюдается при изотермии и активизируется при наличии температурной стратификации. В снежном покрове имеет место значительный температурный перепад, так как его поверхность охлаждается намного ниже нуля по сравнению с приземным слоем. В связи с этим создается дополнительная разность парциального давления водяного пара в снежном покрове с градиентом, направленным снизу вверх, что еще более усиливает миграцию водяного пара и фирнизацию снега.

Повторное таяние кристаллов льда и замерзание воды также способствуют фирнизации снега. Таяние кристаллов начинается с их выступающих частей — углов, лучей, ребер. Поэтому частично оттаявший кристалл приобретает округлую форму в виде зерна. При повторном таянии кристаллические зерна увеличиваются в размерах за счет попадания на них капелек воды с соседних кристалликов и т. д. При этом в снежном покрове увеличиваются поры и на их стенках осаждается иней, обусловленный сублимацией. Процесс ускоряется за счет гравитационной воды, проникающей сверху в результате таяния самого

верхнего слоя снежного покров.

Важное экологическое значение имеет воздухопроницаемость С.п. Благодаря движению воздуха через снег возможна перезимовка растений под С.п., распространение запахов из-под снега, помогающее северным оленям отыскивать ягель, а лисам — мышей. Радиационные характеристики С.п. находятся в зависимости от состояния снега. Альбедо (см.) снега для суммарной солнечной радиации зимой (при отсутствии загрязнений) может достигать 95%, но по мере загрязнения и уплотнения альбедо снижается. Средние значения альбедо для свежевыпавшего сухого снега — 82%, мокрого — 72%, старого сухого 65% и мокрого 50% (по данным для европейской части России). Проникновение солнечной радиации в зависимости от структуры С.п. ограничивается глубиной 30—50 см для сухого снега и 10—15 см для влажного. Способность снега пропускать свет играет важную роль в развитии рано зацветающих растений (подснежники, солданеллы и др.). Снег непрозрачен для длинноволновой радиации, это приводит к своеобразному парниковому эффекту: при небольшой мощности сухого снега коротковолновая солнечная радиация, проникая через снег, прогревает почву и при слабоотрицательных температурах воздуха может вызвать стаивание снега снизу. Ночное излучение и дневное отражение солнечной радиации С.п. приводят к сильному охлаждающему действию снежного покрова на располагающийся под ним воздух: наиболее низкие температуры обычно возникают в ясные ночи непосредственно под свежевыпавшим снегом. На транспорте и в строительстве снег наносит большой ущерб в результате снежных заносов, обвалов и лавин в горах.

1.2  Зависимость снежного покрова от погодных условий.

Распределение устойчивого С.п. на Земле обусловлено географической зональностью и общей циркуляцией атмосферы, а также зависит от рельефа и характера растительности. С.п. ежегодно покрывает на Земле от 100 до 126 млн. км2. Из этой площади около 2/3 приходится на сушу, 1/3 — на морские льды. Максимальную площадь на суше С.п. занимает к концу зимы северного полушария (96 млн.км2), минимальную — к концу зимы южного полушария (44 млн.км2). Общая масса воды в С.п. Земли составляет в среднем 1•1013 т. Около 30% ежегодно образующегося снега служат источником питания ледников. Территории, где ежегодно образуется устойчивый снежный покров с различной продолжительностью залегания, находятся в Сев.полушарии примерно севернее 40о с.ш., в Южном полушарии — Антарктида и горные районы Южной Америки. В России устойчивый снежный покров в среднем появляется на Новосибирских островах в конце августа, на северо-востоке — в начале октября, в средней полосе — в начале ноября и на юге — в декабре.

1.3. Закономерности формирования снежного покрова на Русской равнине.

Зимние циклонические осадки образуют снежный покров высотой 60—70 см, который лежит до 220 дней в году, к юго-западу продолжительность залегания снежного покрова сокращается до 3—4 месяцев в году, а средняя многолетняя высота его сокращается до 10—20 см. По мере продвижения в глубь материка циклоническая деятельность и связанный с ней западный перенос на юге Восточно-Европейской равнины ослабевает. Вместо этого возрастает повторяемость антициклонов. В условиях устойчивых антициклонов усиливаются процессы трансформации воздушных масс, в результате которых влажный западный воздух быстро преобразуется в континентальный. В силу этого атмосферных осадков в южной части равнины выпадает 500—300 мм в год и их количество быстро уменьшается в юго-восточном направлении до 200 мм и местами меньше. Снежный покров маломощный и лежит непродолжительное время: 2—3 месяца на юго-западе. На увеличение годовых сумм осадков оказывает влияние рельеф. Например, в Донецком кряже выпадает 450 мм осадков, а в окружающей его степи — 400 мм. Разница в годовой сумме осадков между Приволжской возвышенностью и низменным Заволжьем составляет около 100 мм. В южной половине равнины максимум осадков приходится на июнь, а в средней полосе — на июль. Южная половина характеризуется наименьшей, а северная половина — наибольшей относительной влажностью. Показатель увлажнения на севере территории более 0,60, а на юге 0,10.

          Практически осадки выпадают из всех воздушных масс, но основная часть их связана с атлантическим воздухом умеренных широт. На юго-запад много влаги приносит тропический воздух. Выпадение осадков главным образом обусловлено циркуляцией воздушных масс на арктическом и полярном фронтах, и только 10% их дают внутримассовые процессы в летний период.