Daudzi ziemas pastaigu cienītāji ir pamanījuši, ka sniega skaņa zem kājām mainās līdz ar laikapstākļiem. Kamēr atkušņa laikā soļi ir klusi un smagi, uznākot stingram salam, katrs solis sāk izdot raksturīgu, asu čirkstoņu.
Izrādās, ka šī skaņa nav tikai nejaušība, bet gan precīzs fizikas likumu atspoguļojums, kas ļauj noteikt gaisa temperatūru, pat neskatoties termometrā.
Kāpēc sniegs nečirkst atkušņa laikā?
Sniega pārslas pēc savas būtības ir mazi ledus kristāli. Kad gaisa temperatūra ir tuvu nullei, starp šiem kristāliem veidojas mikroskopiska ūdens kārtiņa. Šis plānais šķidruma slānis darbojas kā smērviela. Kad mēs uzkāpjam uz sniega šādā laikā, pārslas nelūst, bet gan viegli slīd viena gar otru vai vienkārši saplūst kopā. Tāpēc skaņa ir dobja un mīksta – sniegs vairāk veļas un blietējas, nevis izdala troksni.
Zinātnieki, kas pēta sniega struktūru, ir novērojuši, ka šis process atgādina mitru smilšu saspiešanu. Jo vairāk ūdens molekulu ir starp kristāliem, jo klusāka ir pārvietošanās. Šādos apstākļos sniegs ir lieliski piemērots sniegavīru celšanai, jo tas ir lipīgs, taču tam trūkst tās “dziesmas”, ko mēs asociējam ar īstu ziemas salu.
Kas notiek, kad termometra stabiņš noslīd zemāk?
Tikko temperatūra nokrītas zem mīnus desmit grādiem, situācija krasi mainās. Visa brīvā mitruma kārtiņa ap sniegpārslām sasalst, un kristāli kļūst cieti un vienlaikus ļoti trausli. Tagad tie vairs nevar paslīdēt viens otram garām. Uzliekot kāju uz šāda sasalusi sniega, mēs ar savu svaru mehāniski salaužam tūkstošiem mazu ledus adatiņu un zvaigznīšu.
Šī raksturīgā čirkstoņa, ko mēs dzirdam, patiesībā ir miljoniem mazu lūzumu un plaisu radīts troksnis. Cietās un asās kristālu šķautnes drupas un beržas viena gar otru, radot augstas frekvences skaņas vilni. Interesanti, ka jo lielāks ir sals, jo augstāks un asāks kļūst šis tonis. Speciālisti pat mēdz teikt, ka pēc skaņas augstuma var diezgan precīzi pateikt, cik bargs ir sals aiz loga.
Lasi vēl: Aizmirstā 90-to gadu recepte: kāpēc šis lētais deserts joprojām garšo labāk par veikala saldumiem
Gaiss kā dabiskais skaņas pastiprinātājs
Sniegpārslu lūšana nav vienīgais iemesls, kāpēc ziemas rītos čirkstoņa šķiet tik skaļa. Liela nozīme ir arī gaisa īpašībām. Aukstā laikā gaiss kļūst blīvāks un sausāks. Šāda vide daudz labāk vada skaņu, ļaujot tai izplatīties tālāk un skaidrāk.
Ja siltā un mitrā laikā gaisā esošie ūdens tvaiki slāpē un izkliedē skaņas viļņus, tad aukstā un dzidrā ziemas dienā nekas netraucē šim mazajam ledus kristālu lūšanas troksnim nonākt līdz mūsu ausīm. Tas rada sava veida rezonansi, kas pastiprina katru kustību. Tāpēc klusā, vakarā soļi ir dzirdami pat lielā attālumā, radot sajūtu, ka zeme zem kājām burtiski sarunājas ar gājēju.
Galvenie faktori, kas ietekmē sniega skaņu:
Gaisa temperatūra – jo zemāka tā ir, jo trauslāki kļūst ledus kristāli un skaņa ir izteiktāka.
Sniega vecums – svaigi uzsnidzis, pūkains sniegs ar daudzām gaisa spraugām čirkst citādi nekā blīvi sasēdies un sasalst sniegs.
Mitruma līmenis – pat pie neliela sala liels gaisa mitrums var padarīt skaņu nedaudz dobjāku.
Spiediens – jo straujāks un smagāks ir solis, jo vairāk kristālu vienlaikus tiek salauzti, radot skaļāku troksni.
Vēja stiprums – liels vējš parasti izkliedē skaņu un neļauj mums pilnībā izbaudīt čirkstoņu.
Kāpēc šīs zināšanas ir noderīgas?
Vērojot sniega uzvedību, cilvēki jau izsenis ir mācījušies saprast dabu bez sarežģītu ierīču palīdzības. Zinot, ka sniegs sāk izteikti čirkstēt tikai pie noteiktas temperatūras, ir vieglāk plānot savu apģērbu un laiku ārpus telpām. Šī akustiskā parādība ir arī lielisks indikators tam, cik droši ir ceļi – kluss sniegs bieži vien nozīmē, ka zem tā var veidoties ledus un ūdens kārta, padarot virsmu slidenu.
Turklāt šī mazā dabas detaļa piešķir ziemai tās unikālo noskaņu. Bez raksturīgās soļu skaņas ziemas pasaule šķistu nepilnīga. Tā ir unikāla fizikas un estētikas kombinācija, ko mēs varam baudīt katru reizi, kad dodamies laukā aukstā ziemas rītā.
Lasi vēl: Zinātne aiz pūkainās malas: kāpēc ziemas jaku kapuces joprojām papildina ar kažokādu
Saprotot procesus, kas notiek zem mūsu zābaku zolēm, mēs vairs neuztveram šo skaņu tikai kā fonu, bet gan kā aizraujošu dabas procesu, kas norisinās tieši šeit un tagad.
