Введение

Гранулярный беловатый отложение льда, образующееся из замерзающего тумана, формируется, когда переохлажденные капли воды замерзают на поверхностях. В атмосфере существует три основных типа ина ледяных отложений: мягкий иней образуется при замерзании переохлажденной воды в условиях слабого ветра. Он молочно-белый и кристаллический, как сахар, и похож на иней. Твердый иней образуется при быстром замерзании переохлажденной воды при умеренном или сильном ветре. Капли замерзают более или менее по отдельности, оставляя воздушные промежутки. Прозрачный лед образуется при медленном замерзании переохлажденной воды. Прозрачный лед обычно прозрачен и однороден. Его аморфная и плотная структура делает его липким. Мягкий и твердый иней менее плотные и менее липкие, чем прозрачный лед, и поэтому обычно причиняют меньше повреждений. Глазурь образуется при замерзании дождя или мороси и внешне похожа на прозрачный лед, однако формируется совершенно другим способом. Иней также образуется на поверхности самолета, особенно на передних кромках крыла и рулевых поверхностях, при полете через облако, состоящее из переохлажденных капель воды. Мягкий иней наименее плотный, молочный иней имеет среднюю плотность, а прозрачный лед – наибольшую. Все виды льда могут ухудшить подъемную силу и оказать катастрофическое воздействие на летательный аппарат. Эти опасные эффекты обусловлены способностью льда нарушать обтекание, увеличивать вес и создавать сопротивление. Образование льда на винтах или входах двигателя особенно опасно, так как может вызвать сильную вибрацию и/или повреждение при попадании внутрь.

Твердый рифм

Твердый иней – это белый лед, образующийся, когда капли воды в тумане замерзают на внешних поверхностях предметов. Его часто можно увидеть на деревьях на вершинах гор и хребтов зимой, когда низко висящие облака вызывают изморозь. Эта изморозь замерзает на подветренной стороне ветвей деревьев, зданий или любых других твердых объектов, обычно при сильном ветре и температуре воздуха между .

Характеристики

Твердые отложения инея сложнее удалить. Они имеют гребенчатый вид, с полосами материала, параллельными направлению ветра. Это отличается от мягкого инея, который выглядит как перья или шипы, или от чистого льда, который выглядит однородным и прозрачным. Ученые, работающие в местах с экстремальными метеорологическими условиями, таких как гора Вашингтон в Нью-Гемпшире, часто вынуждены отламывать огромные куски твердого инея от метеорологического оборудования, чтобы поддерживать работу анемометров и других измерительных приборов.

Формирование на кристаллах снега

В некоторых специфических атмосферных условиях формирующиеся и опускающиеся кристаллы снега могут сталкиваться и проходить сквозь атмосферные переохлажденные облачные капли. Эти капли, диаметром около 10 мкм, могут оставаться в жидком состоянии при температурах до -40 °C (-40 °F). Контакт между кристаллом снега и переохлажденными каплями приводит к замерзанию этих капель на поверхности кристалла. Этот процесс роста кристалла известен как аккреция. Кристаллы, покрытые замерзшими каплями, называются обледеневшими. Когда этот процесс продолжается до такой степени, что исходная форма снежного кристалла становится неразличимой, образующийся кристалл называется граупелем. Замерзшие капли на поверхности обледеневших кристаллов сложно различить, а топографию частицы граупеля трудно зафиксировать с помощью оптического микроскопа из-за ограниченного разрешения и глубины резкости прибора. Однако наблюдения за снежными кристаллами с помощью сканирующего электронного микроскопа при низкой температуре (LT SEM) отчетливо показывают облачные капли размером до 50 мкм на поверхности кристаллов. Обледенение наблюдается во всех четырех основных формах снежных кристаллов, включая пластинки, дендриты, столбики и иглы. По мере продолжения процесса обледенения масса замерзших, накопившихся облачных капель скрывает структуру исходного снежного кристалла, приводя к образованию частицы граупеля.

Нежная рифма

Мягкий иней – это отложение белого льда, которое образуется, когда капли воды в легком замерзающем тумане или дымке замерзают на внешних поверхностях объектов при спокойной погоде или слабом ветре. Туман обычно замерзает на подветренной стороне твёрдых предметов, особенно тех, которые по форме напоминают ветви деревьев и провода. Мягкий иней по внешнему виду похож на иней, но в то время как иней образуется, когда водяной пар сначала конденсируется в жидкие капли (тумана, дымки или облака), а затем прилипает к поверхности, иней образуется путём непосредственного осаждения водяного пара в твёрдый лёд. Обильное скопление инея, называемое белым инеем, очень похоже на мягкий иней, но процесс его образования отличается: это происходит при отсутствии тумана, но при очень высокой относительной влажности воздуха (выше 90%) и температуре ниже нуля.

Образования мягкого инея выглядят как узкие белые ледяные иглы и чешуйки. Эти иглы хрупкие и их легко стряхнуть с объектов. Факторы, способствующие образованию мягкого инея, включают: малый размер капель, медленное накопление жидкой воды, высокую степень переохлаждения и быстрое рассеивание скрытой теплоты плавления. Условия, обратные этим, благоприятствуют образованию льда с более высокой плотностью, такого как твёрдый иней или прозрачный лёд.