ГЛЯЦІОЛОГІЧНІ СПОСТЕРЕЖЕННЯ

 ПІД ЧАС ТУРИСТИЧНИХ ПОХОДІВ

У запропонованій розробці подані методичні рекомендації щодо організації гляціологічних спостережень у місцевих умовах. Наведені приклади практичних вправ для дітей різного віку. У додатках вміщено матеріали для підготовки учнями повідомлень та доповідей.

        При підготовці розробки використано матеріали спеціалізованої літератури, краєзнавчих джерел, мережі Інтернет. Вона рекомендована вчителям географії, керівникам туристсько-краєзнавчих гуртків і клубів.

ВСТУП

Гляціологія (від лат. glacies - лід і ...логія) (рос. гляциология, англ. glaciology, нім. Glaziologie) –

1) У широкому значенні – наука про форми, склад, будову та властивості криги у повітрі, на земній поверхні ( льодовики, сніговий покрив та ін.) та під землею, їх поширення й процеси, що відбуваються в них (в атмосфері, гідросфері і літосфері). Як самостійна область знань сформувалася в кінці 18 - початку 19 ст. Синонім загального льодознавства.

2) У вузькому значенні - наука про льодовики, що вивчає умови і особливості їх походження, існування і розвиток, а також склад, будову, фізичні властивості і взаємодію з географічним середовищем.

 Гляціологія тісно пов'язана з фізикою, широко користується методами кліматології, геології і фізичної географії. Перші дослідження з гляціології проведені в Альпах у ХVІІІ ст. Сьогодні гляціологічні дослідження проводять спеціалізовані установи в ряді країн світу - Швейцарії, США, Канаді, Італії, Франції, Великобританії, Японії, Аргентині, Росії і т.д. Міжнародні наукові зв'язки та координацію здійснює Міжнародна комісія снігу і льоду геодезичного і геофізичного союзу. В Україні гляціологічні дослідження широко проводяться починаючи з моменту передачі їй британської антарктичної станції «Фарадей» у 1996 році. Дослідження снігового й льодового покриву входили в план роботи першої ж зимівлі на «Академіку Вернадському» і тривали протягом усього року. Започаткував їх Л. Говоруха, продовжували Д. Сухомлинов, В. Скрипник, С. Клок, С. Недогібченко, Ю. Глібін, С. Ясинський В. Грищенко

        Обставини існування людства на планеті Земля складаються так, що проблематика снігу та льоду цікавитиме широкий загал щодалі, то більше. Гляціологічні спостереження мають зазвичай глобальні або регіональні масштаби. Але цілком реальним є проведення простих спостережень за холодовими процесами в умовах сучасної школи під час проведення одноденних піших або лижних походів  або екскурсій у зимовий час.

І. Багато снігу – багато хліба

Народна прикмета

 

ТЕОРЕТИЧНИЙ МАТЕРІАЛ: Сніг – це тверді атмосферні опади у вигляді льодяних кристалів, що випадають з багатьох видів хмар ( особливо шарувато-дощових, високо-шаруватих, купчасто-дощових).

Середня дата появи снігового покриву на території Полтавської області припадає на другу декаду листопада, а найранніший термін – друга декада жовтня. Перший сніговий покрив, як правило, нестійкий, середня дата утворення сталого покриву припадає на другу половину лютого, а його кінець – на другу декаду березня. Найпізніші дати кінця танення снігового покриву припадають на першу половину квітня. У середньому число днів із сніговим покривом коливається в межах 80 – 100. До 30% зим не мають стійкого снігового покриву, особливо в південних районах області. Протягом зими товща снігового покриву зростає поступово, й найвищих  значень вона досягає в кінці лютого та на початку березня. Висота снігового покриву в середньому складає 5 – 20 см. Близько 10% зим мають максимальну висоту снігового покриву (30 – 50 см).

   Класифікація снігів – це підрозділ за структурою і фізичними властивостями. Вперше вона була виконана у Альпах, пізніше вдосконалена в Антарктиді. Сучасна класифікація має такий вигляд:

І. Свіжий сніг:

    1. Свіжовипавший

    2. Сніг, відкладений при заметілі.

ІІ. Старий сніг:

    1. Дрібнозернистий ущільнений

    2. Середньозернистий ущільнений, розпушений, сніг-пливун.

ІІІ. Фірн (перехідна стадія між снігом і льодом).

           Свіжий сніг відкладається протягом однієї  зими. Він дрібнозернистий, що пов’язано з вітровим сніговідкладенням, складається з дрібних частин. Найменшу щільність має сніг, який щойно випав за слабкого вітру. Старий сніг відображає результати перекристалізації. Його властивості визначаються характером процесів, що відбуваються у товщі (ущільнення або розпушення).

Вивчаючи сніги, звертають увагу на такі його характеристики:

  1. Вологість снігу

Кількість рідкої води, яка утримується у даний момент у сніговому покриві називається вологістю. Вона є процентним співвідношенням маси рідкої води до маси снігу з водою. У період сніготанення вологість дорівнює 5 –15 %. У залежності від ступеня зволоженості виділяють сухий сніг, який не містить рідкої води, його кристали зберігають різкі контури, він іскриться на сонці і скрипить при натисненні; вологий сніг, у якому незначна, непомітна для ока, кількість води, він злипається при стисненні, його кристали втрачають блиск і чіткі контури; мокрий сніг, у якому видно рідку воду.

  2. Повітропроникність снігу – здатність снігового покриву пропускати повітря. Вона залежить від абсолютних розмірів, звивистості і розгалуженості з’єднуючих пор і вказує на потенційну проникність снігу для води і водяної пари. Експериментальних досліджень повітропроникності дуже мало. Але доведено, що вона зменшується у міру зволоження, залежить від пористості і шаруватості снігу і практично зникає у льодяних прошарках. Середній коефіцієнт повітропроникності у свіжовипавшому снігу 50 – 250 см/с, середньозернистому – 400 см/с, крупнозернистому 800 см/с.

  3. Дефляція снігу – руйнування вітром снігового покриву з виносом продуктів руйнування за межі зони дефляції. Її називають видуванням або розвіюванням снігу.

  4.  Зміна температури снігу і льоду.

 Вимірювання температури у сніговій товщі і льодовиках проводяться з початку 19 ст. ртутними термометрами.

  5. Дальність переносу снігу – умовна величина, що характеризує довжину, на яку можуть бути перенесені окремі заметільні частини, перш ніж вони закріпляться у сніговому покриві, зруйнуються при зіткненні з іншими частинами або випаруються. Іншими словами – це відстань, на якій сніговітровий потік повністю обновлюється свіжим снігом. Вона зазвичай становить сотні метрів або кілька кілометрів.

  6.  Товщина снігового покриву- товщина шару снігу, що вкриває поверхню, виражена у сантиметрах. Її вимірювання проводять за допомогою дерев’яної або металевої снігомірної рейки (перпендикулярно встановленої жердини з поділками), знаходячись на відстані 5-6 м від неї (щоб не порушувати снігового покриву.

  7. Механічні властивості снігу – здатність снігу протистояти навантаженням. Вони мають практичне значення при використанні снігу як будівельного матеріалу, розрахунках стійкості снігового покриву на схилах, аналізі сходження снігових лавин, конструюванні снігоприбиральних машин. Перші спроби вивчення властивостей проводились по аналогії грунтів. До механічних властивостей належать жорсткість, міцність та в’язкість снігу. В’язкість снігу (внутрішнє тертя) – властивість снігу безповоротно перетворювати в теплоту механічну енергію отриману в процесі деформації. Це своєрідний опір переміщення однієї частини снігу відносно іншої. Свіжовипавший сніг має більшу пластичність і меншу в’язкість порівняно з щільним влежаним. Жорсткість снігу – здатність снігу протистояти деформаціям. У межах дії закону Гука вона при стисненні дорівнює добутку модуля пружності снігу на площу поперечного перерізу зразка.

Характеристики міцності снігу              Таблиця 1

 

Тип снігу	Щільність, кг/м3	Коефіцієнт тертя	Опір здвигу, кг/м2	Опір розтягнення кг/м3
Свіжовипавший	70 – 180	0,30 – 0, 53	0 – 500	0 – 114
Ущільнений	150 – 350	0,30 – 0,79	69 – 1954	0 – 1096
Дрібнозернистий	300 – 480	0,35 – 0,64	263 – 4700	108 – 1683
крупнозернистий	300 – 430	0,36 – 0,59	81 – 2100	196 – 2218

 

  8. Твердість снігу –  здатність снігового покриву чинити опір проникненню інших тіл. За Міжнародною шкалою виділяють:

- дуже м’який сніг ( вільно входить долоня);

- м’який (4 пальці);

- середньої твердості (1 палець);

- твердий ( олівець);

- дуже твердий (лезо ножа).

 

  9. Забрудненість снігового покриву – вміст включень і домішок антропогенного походження. Найбільш поширеними забруднювачами є:

- розчинні або слабо розчинні окисли органічних і неорганічних речовин, які при таненні снігу часто утворюють кислоти;

- сажа і будівельний пил, мінеральні добрива і хімікати, що застосовуються у сільському господарстві;

- радіоактивні речовини, кухонна сіль.

Забруднювачі потрапляють у сніг переважно з повітрям. Дослідження поблизу великих промислових центрів показали, що сніговий покрив є своєрідним індикатором локального забруднення атмосфери. Дослідження включень у сніговому покриві Антарктиди і Гренландії дозволяють зробити висновки про динаміку глобальних змін забруднення атмосфери і організувати на підставі таких досліджень моніторинг глобального забруднення.

10. Акустичні властивості снігу – це здатність снігу проводити звукові коливання. Сніговий покрив майже непроникний для звуків, що надходять з повітря, але добре проводить звуки, що поширюються в снігу. Здавна відоме явище скрип снігу, яке виникає внаслідок руйнування міжкристалічних зв’язків і зміщення снігових кристалів. Характер скрипу залежить від щільності снігу та температури. Його можна чути в діапазоні температур від -2 до -20 градусів. Тон і сила звуку зростають з похолоданням, але слабнуть за дуже низьких температур. Під час снігопаду звуки затухають швидше, ніж у спокійному безсніжному повітрі. У тиху безхмарну морозну ніч крапельки води, що з’являються при видиху, одразу кристалізуються, що створює слабкий звуковий фон. Він має назву «шепіт зірок».

 

Практичні завдання для закріплення матеріалу

1. Дайте визначення поняття «сніг».

 2. Визначте тип снігу, встановіть його основні характеристики:

                  а) вологість;

                  б) повітропроникність;

                  в) ступінь дефляції;

                  г) твердість;

                  д) товщину снігового покриву;

                  е) забрудненість снігового покриву.

               3. Науково обґрунтуйте зміст прикмети  «Багато снігу – багато хліба».

               4. Назвіть відомі вам народні прикмети, пов’язані з характеристиками снігового покриву.

               5. У розмові з людьми старшого віку часто можна почути: « Не ті тепер зими…». Спробуйте пояснити кліматичні зміни, що відбулися останнім часом.

ІІ. Йде лапатий сніг – на врожай

Народна прикмета

 

      ТЕОРЕТИЧНИЙ МАТЕРІАЛ: Сніжинки – це льодяні кристали, що випадають із хмар і мають різноманітні форми. Сніжинки збільшуються з підвищенням температури і послабленням вітру. Швидкість падіння сніжинок залежно від форми і розміру становить приблизно 1м/с. Падаючи, вони постійно видозмінюються, часто перетворюючись у снігові пластівці. За величиною сніжинок розрізняють дрібний сніг (до 5 мм), дрібні пластівці (5-15 мм),великі пластівці(більше 15 мм).За швидкістю падіння сніжинок – повільне осідання (до 0,3 м/с),помірна швидкість (0,4 – 0,8 м/с),швидке падіння (більше 0,8 м/с).Число сніжинок, помітних неозброєним оком в 1 куб. метрі при слабкому снігопаді, становить менше 10, при середньому – від 10 до 100, при сильному – від 100 до кількох тисяч. Тривалість снігопаду, як правило, обернено пропорційна його інтенсивності. Густий сніг зазвичай не йде довше 1-2 годин, а слабкий може йти більше доби.

    За Міжнародною класифікацією та класифікацією А.Д.Заморського виділяють такі форми сніжинок:

   Пластинка – тонка, найчастіше шестикутна, розміром по діагоналі від 0,1 до 4 мм, товщиною від 3 до 50 мкм, зазвичай утворюється при температурах – 10…-20 градусів. Зірка (дендрит) – має центральну шестикутну пластинку, з якої ростуть тонкі промінці з розгалуженнями. Середній розмір по діагоналі – 2 мм, максимальний – 7 мм, товщина – від 5 до 30 мкм. Часом зустрічаються зірки з 3 або 12  промінцями та інші ускладнені форми. Зірка – найбільш відома форма сніжинок, що випадають при малих морозах. Стовпчик – часта форма при сильних морозах (- 20 градусів), що має багато ускладнених різновидів. Голка – тонка довга сніжинка. Пушинка – пластинка, вкрита плоскими кристалами, що вросли під різними кутами. Їжак – деревовидний кристал, що складається з кількох пластинок, промінців, призм. Запонка – стовпчик із перпендикулярно розташованими пластинками на кінцях. Круповидна сніжинка – сніжинка, вкрита дрібними зледенілими краплями. Зледеніла сніжинка – шматочок снігу, що не має чіткої форми.

 Коагуляція сніжинок - це укрупнення снігових частинок внаслідок їх зіткнення і злиття. Найбільше значення має цей процес при злитті сніжинок різного розміру, що падають з різною швидкістю. При зіткненні сніжинок із краплями відбувається їх обзернення, а при зіткненні з іншими сніжинками – утворюються снігові пластівці.

Заметільні сніжинки – снігові кристали або їх уламки, що беруть участь у заметільному переносі. При дефіциті вологості відбувається їх прискорене випаровування. Воно обмежує максимальну дальність переносу снігу.

З вітром пов’язане таке явище, як хуртовина. Середнє число днів з хуртовинами у Полтавській області становить 10 – 30, в окремі роки – до 50 днів. Заметіль – перенесення снігу вітром над поверхнею землі. Вітер із включеннями снігу відрізняється швидкістю від чистого вітру. Дослідження заметілей проводилися ще в другій половині 19 століття у зв’язку з практичною необхідністю захисту від снігових заносів сітки залізниць. Інтерес до заметіль із боку вчених різко зріз з початком систематичного вивчення льодових покривів Антарктиди і Гренландії. У наш час сформовані європейська та австралійська школи досліджень заметілей. Заметіль – складне природне явище. У ній беруть участь як сніг, що відклався, так і сніг, що ще не досягнув поверхні землі. Тому розрізняють верхову (снігопад при вітрові до приземлення сніжинок), низову (переміщення вітром раніше відкладених снігових частинок), загальну (поєднання верхової і низової) заметілі. Її інтенсивність залежить від особливостей сніговітрового потоку. Під час слабких заметілей створюється снігова ряб, схожа на бархани або піщану ряб на мілководді. При посиленні вітру на поверхні снігу утворюються снігові бархани, вали, хвилі, ряди, що повільно переміщуються за вітром. Сильні заметілі мають багато народних синонімів: снігова буря, буран, пурга, хуртовина, метелиця. Іноді вживається для їх означення англійське слово бліззард.

Види заметілей                                   Таблиця 2

 

Види заметілей	Швидкість вітру, м/с	Снігоперенос, кг/(м · с)
Слабка	6 – 10	До 0,2
Звичайна	10 – 20	До 0,4
Сильна	20 – 30	До 1,2
Дуже сильна	30 – 40	До 2,0
Надзвичайно сильна	40 – 90	Більше 2,0

 

Практичні завдання для закріплення матеріалу

1. Ознайомтеся з Міжнародною класифікацією сніжинок.

2. Під час снігопаду уважно розгляньте сніжинки, що впали на темну холодну поверхню. Визначте їх види за Класифікацією.

3. Прослідкуйте рух сніжинок під час снігопаду, спробуйте наближено визначити швидкість падіння. Поясніть, від чого вона залежить.

4. Зі згорнутої серветки або листка паперу вдома виріжте сніжинку довільної форми. Порівняйте  її зі зразками на малюнку.

5. У яких літературних творах ви зустрічали описи заметілей? Чи траплялося вам особисто потрапляти у хуртовину? У чому небезпека цього природного явища? Пригадайте правила поведінки у таких умовах.

 

ІІІ. Іній на деревах - до морозу, туман – буде відлига

Народна прикмета

 

ТЕОЛРЕТИЧНИЙ МАТЕРІАЛ: Іній – тонкий нерівномірний шар кристалічного льоду, що утворюється в наслідок сублімації водяної пари на поверхні грунту, трави, снігу та верхніх поверхнях предметів у результаті їх охолодження до температури нижчої, ніж температура повітря. Кристали інею під час слабких морозів мають форму шестикутних призм, під час помірних – пластинок, при сильних морозах – тупоконечних голок. Найбільш сприятливими для утворення інею є ясні тихі ночі та шершаві поверхні. Сильний вітер перешкоджає його утворенню, а слабкий навпаки – сприяє. У народі та художній літературі кристалічну паморозь часто називають інеєм. Щоб не плутати ці поняття, варто пам’ятати, що іней не утворюється на ниткоподібних предметах (дротах, гілках). Особливим видом є інеєві квіти – відклади дрібних кристалів, згрупованих плямами, що за формою нагадують квіти і листя. Вони утворюються на теплому грунті при різкому похолоданні після тривалого потепління, найчастіше – восени. Інеєві квіти виникають на пухкому зрихленому грунті та на льодяному покриві водойм вздовж тріщин.

Паморозь – пухкі відклади льодових кристалів, що вкривають гілки дерев, дроти, виступи предметів під час туману і в морозну погоду. На відміну від інею, паморозь утворюється на вертикальних і похилих, переважно ниткоподібних, предметах; під час вітру сильніше утворюється з навітреного боку. При намерзанні крапель переохолодженого туману виникає зерниста паморозь, при сублімації водяної пари в тумані – кристалічна паморозь, якщо ж вона формується при сильному морозі за відсутності туману, то називається сибірською.

Кристалічна паморозь утворюється за слабкого вітру і температури нижче 15°С. Вона легко осипається при струшуванні. Зазвичай довжина кристалів – до 1 см.

Зерниста паморозь – це сніговидний пухкий лід, що виникає переважно у вітряну погоду. Вона займає проміжне положення між ожеледицею та кристалічною памороззю. Від ожеледиці відрізняється сніжно-білим кольором і меншою щільністю. Під вагою паморозі часто обриваються дроти, обламуються гілки дерев.

У холодну пору року в Полтавській області часто спостерігаються тумани. У середньому за рік буває 35 – 70, інколи – 65 – 95 днів із туманом. В окремі роки в зимовий період спостерігається до 19 – 22 днів з туманом на місяць. У літній період тумани відмічаються рідко.

 

Практичні завдання для закріплення матеріалу

1. Поясніть різницю між памороззю і інеєм. Назвіть умови, за яких вони утворюються.

2. Сфотографуйте найбільш цікаві і красиві пейзажі, що ілюструють ці явища.

3. Назвіть народні прикмети, пов’язані з випаданням туману у зимовий час.

4. Як пояснити народну прикмету «Далеко чути погук паровоза – на відлигу»?

 

ІV. Поверх криги виступає вода –

 незабаром буде дощ або потепління

Народна прикмета

ТЕОРЕТИЧНИЙ МАТЕРІАЛ: Лід, крига (рос. лёд, англ. ice, нім. Eis n ) — вода в твердому стані зі щільністю 0,8 г/см³, оксид водню координаційної будови, Н₂О. Містить (%): Н – 11,2; О – 88,8. Відомо 10 кристалічних модифікацій льоду і аморфний лід. Штучно одержано ще три модифікації льоду: лід-II; лід-III і лід-IV. Густина - 0,9175. Звичайно утворює агрегатні скупчення дрібнокристалічних зерен. Відомі також кристалічні утворення, які виникають при сублімаціях. Вони мають вигляд скелетних форм і фігур росту (дендрити), а також променистих агрегатів. Безбарвний, прозорий, у значних скупченнях синюватий. Блиск скляний. Крихкий. Утворюється лід у кріосфері при зниженні температури нижче 0 °С (льодовики, підземний лід, тощо). При температурі 0° плавиться, перетворюючись у воду. Досліджує лід наука кріологія. Найбільш вивченим є лід 1-ї модифікації – єдиної модифікації, виявленої в природі. Лід – одне з найпоширеніших твердих тіл на земній поверхні (близько 30 млн куб.км). У природі є багато видів льоду різного віку. Тривалість існування одних видів визначається годинами, вік інших – сотнями тисяч років. Під дією власної ваги лід здобуває пластичні властивості й плинність. Лід – низькотемпературна мономінеральна гірська порода, складена найбільш легким мінералом. В умовах Землі він знаходиться в стані, близькому до фазового переходу його у воду, тому лід зустрічається тільки у верхніх шарах літосфери і гідросфери. Є дані про наявність льоду на планетах Сонячної системи й у кометах. Основні запаси льоду на Землі зосереджені в полярних районах (головним чином, в Антарктиді, де товщина  льоду досягає 4 км). Лід вельми стійкий відносно чужорідних домішок, не вступає з ними в хімічні взаємодії і не утворює твердих розчинів та зростків з кристалами інших речовин.

Природний лід звичайно значно чистіший, ніж вода, тому що розчинність речовин у льоді вкрай погана. Лід може містити механічні домішки - тверді частки, крапельки концентрованих розчинів, пухирці газу. Наявністю кристаликів солі й крапельок розсолу пояснюється солонуватість морського льоду. Штучний лід отримують охолодженням, що відбувається при розчиненні деяких солей у воді або кислотах або охолодженням при випарі рідин у розрідженому просторі.

Властивості льоду                                       Таблиця 3

Властивість	Значення	Примітка
Теплоємність, кал/(г··°C)	0,51 (0°C)	Сильно зменшується зі зниженням температури
Теплота танення, кал/г	79,69
Теплота паротворення, кал/г	677
Коефіцієнт термічного розширення, 1/°C	9,1·10-5 (0°C)
Теплопровідність, кал/(див сек··°C)	4,99·10-3
Показник заломлення для звичайного променя	1,309 (-3°C)
Показник заломлення для незвичайного променя	1,3104 (-3°C)
Питома електрична провідність, ом-1·см-1	10-9(0°C)	Гадана енергія активації 11ккал/моль
Поверхнева електропровідність, ом-1	10-10 (-11°C)	Гадана енергія активації 32ккал/моль
Модуль Юнга, дин/см	9·1010 (-5°C)	Поликристаліч. лід
Опір, МН/м² роздавлюванню розриву зрізу	2,5 1,11 0,57	Полікристалічний лід Полікристалічний лід Полікристалічний лід
Середня ефективна в'язкість	1014	Полікристалічний лід

Твердість льоду – здатність чинити опір проникненню інших тіл. Твердість різко зростає за зниженням температури. Визначають твердість вдавлюванням конусного штампа.

Таблиця 4

Залежність твердості льоду від температури               (за шкалою Мооса)          

Температура	0˚С	4˚С	- 15˚С	- 30˚С	- 44˚С	-78,5˚С
Твердість	1,5	1,5	2	3	4	6

Скупченість льоду – це відношення площі, вкритої дрейфуючим льодом до загальної площі водної поверхні. У більшості країн визначається за десятибальною шкалою.

Скупченість льоду                                    Таблиця 5

 

Чиста вода, дрейфуючого льоду немає	0 балів
Окремі крижини	<1
Поодинокий лід	1-3
Розріджений лід	4-6
Скупчений лід	7-8
Дуже скупчений лід	>9 але <10
Суцільний лід	10

 

Для зимових умов Полтавської  області характерне таке небезпечне явище, як льодова кірка. Вона частіше утворюється під час тривалих відлиг та випадання дощу на сніговий покрив. Відмічають льодову кірку двох видів: висячу та притерту. Найбільш небезпечна для зимуючих культур притерта льодова кірка, особливо коли утворюється у грудні та першій половині січня і утримується протягом 40 днів і більше. Льодова кірка різної інтенсивності та тривалості утворюється на полях області кожну зиму, а в окремі роки – декілька разів за зиму.

 

Практичні завдання для закріплення матеріалу

1. Пригадайте правила поведінки на льоду та біля водойм. Пам’ятайте, що тонкий лід – зона підвищеної небезпеки!

2. Користуючись шкалою Мооса та враховуючи температуру повітря, визначте (наближено) твердість льоду.

3.  Користуючись Міжнародною шкалою, визначте скупченість льоду.

 

V. Рихтуйтеся люди, бо йде грудень

Народне прислів’я  

ТЕОРЕТИЧНИЙ МАТЕРІАЛ: Снігові меліорації – покращення водно-теплового режиму ґрунтів шляхом регулювання снігонакопичення чи терміну залягання снігового покриву, а також регулювання сніготанення і поверхневого стоку талих вод. До снігових меліорацій належить снігозатримання, штучне снігонакопичення, ущільнення або розпушування снігу, штучне прискорення або сповільнення сніготанення.

Механізація снігозатримання. Маневрове снігозатримання відбувається за допомоги будівельно-дорожніх, сільськогосподарських машин та спеціальних снігопахів. У багатьох країнах світу переважно користуються легкими засобами – щитами, сітчастими рулонами. Для попередження дефляції снігу його вкотковують. Ущільнені смуги створюють бар’єри для потоків талої води, оскільки щільний сніг тане повільніше пухкого.

 Кулісне снігозатримання. Висів однорядних або багаторядних куліс (полос) високостеблових рослин – кукурудзи, соняшника, гірчиці, сорго, які залишаються на зиму. Відстань між кулісами залежить від висоти рослин і змінюється від 3 до 20 м. Куліси розташовуються перпендикулярно напрямку переважаючих заметільних вітрів. Якщо вони змінні – то куліси висіваються клітинками.

Механізація снігоприбирання. Необхідність її виникла наприкінці 19 ст. Перший у світі роторний снігоочисник було винайдено у Росії у 1878 році. На залізниці найбільше поширення має двохколійний снігоочисник із закріпленими косими щитами, що відкидають сніг на 5 –10 м. При швидкості руху 30 – 70 км/год роторні снігоочисники відкидають сніг на 30 – 50 м. Це необхідно для того,щоб не утворювалися снігові заноси поблизу залізничного та шосейного полотна. Практикують профілактичний снігоприбирання спеціальними патрульними машинами. У багатьох економічно розвинутих країнах світу набуло поширення прибирання електро- та газообігрівом. У якості стимулятора сніготанення використовували кухонну сіль, хлористий магній, хлористий кальцій. Але цей спосіб шкідливий з екологічної точки зору.

Додаток 1

МАТЕРІАЛИ ДЛЯ ПІДГОТОВКИ ПОВІДОМЛЕНЬ І ДОПОВІДЕЙ

Льодовики
Льодови́к (рос. ледник, англ. glacier, нім. Gletscher m) — багаторічні природні накопичення льоду на земній поверхні, що рухаються. Утворюються з твердих атмосферних опадів у тих районах, де протягом року відкладається більше, ніж відтає та випаровується. Формується на земній поверхні, коли снігове покривало не встигає повністю розтанути і випаруватися.

           Льодовики поширені у високих широтах північної і південної півкуль Землі, у високих горах усіх широт. Загальна площа сучасних льодовиків 16 млн км² (11% площі суші), об’єм - близько 30 млн км³, але має тенденцію до зменшення. Максимальна потужність криги досягає 3,3 – 3,6 км. Основна маса льодовиків зосереджена в Антарктиді і Ґренландії. Льодовик складається з області живлення і області абляції (спаду), що розділяються межею живлення, де збільшення льоду протягом року дорівнює його таненню.

Розрізняють три основні типи льодовиків:

• льодовикові покривала (наземні або материкові),

• шельфові (на плаву і дні моря),

• гірські (висячі, каррові, долинні, переметні, відроджені).

         Крім того, виділяють «теплі» льодовики (основна маса льоду постійно має температуру танення) і «холодні»  (основна температура нижче за точку танення).Льодовики в сукупності з талими водами беруть участь у створенні льодовикового рельєфу («баранячі лоби», «кучеряві скелі» – на рівнинах, троги, карри, ригелі – в горах, а також моренні рівнини, горби, гряди, зандрові рівнини, флювіогляційні тераси). У процесі руху льодовик виконує складну геологічну роботу – руйнування, перенесення та акумуляцію продуктів руйнування гірських порід.

Материкові льодовики формуються в полярних районах і розташовуються на рівні моря. На відміну від льодовика гірського типу, вони не мають чітко відокремленої області живлення та стоку і їх форма не контролюється рельєфом ложа. Товщина криги таких льодовиків максимальна і ховає всі нерівності поверхні землі. Материкові льодовики мають форму опуклого щита. Прикладом таких льодовиків є льодові покриви Ґренландії та Антарктиди. Швидкість руху  в льодовиковому щиті – 0,03 – 0,35 м/добу, вивідних льодовиках – 0,8 – 27 м/добу.

Прикладом шельфового льодовика може бути льодовик західної частини Антарктиди, де він досягає дна океану і розповсюджується на окремі острови морів Росса та Ведделла. Час від часу від шельфових льодовиків відколюються великі брили криги, які називаються айсбергами. Розміри таких брил досягають декількох км у довжину, а висота сягає 200 і більше метрів.

Гірські льодовики є в Альпах, Гімалаях, на Тянь-Шані, Памірі, Кавказі та ін. горах. Характерна їх особливість – наявність чітко виражених областей живлення, тобто фірнових басейнів, у межах яких відбувається накопичення снігу та подальше його перетворення в фірн і лід. Розміри, форма і будова гірського льодовика визначаються формою його ложа, величинами живлення і абляції та рухом льоду. Виділяють такі основні їх типи: долинні (найбільші льодовики гірського типу), каррові ( сідлоподібних заглиблень) та висячі (розташовуються в западинах на крутих гірських схилах, звідки витікають у вигляді коротких язиків, що висять над урвищами та періодично відколюються ініціюючи лавини). Середні швидкості льодовиків долинного типу становлять: в Альпах – 0,2 – 0,4; на Тянь-Шані – 0,4 – 0,5; на Памірі – 0,6 – 0,8; в Гімалаях – 2,0 – 3,5 м/добу.

Льодовики проміжного типу – це льодовики плоскогір’їв, які утворюються в горах зі столоподібними або плескато-опуклими вершинами. Вони поширені на Скандинавському півострові і називаються льодовиками скандинавського типу.

 

 

Льодовик Менденхола (Mendenhall) на Алясці

 

 

Льодовиковий період

Льодовиковий період — у гляціології та геології так позначають тривале зниження температури земного клімату, результатом чого є зледеніння або гляціал — розширення континентального льоду, полярного льодяного покриву та гірських льодовиків. Між цими стадіями зледеніння лежать сталії інтергляціалу. У кожній із цих стадій характерним є чергування періодів короткочасного потепління (Інтерстадіал) та похолодання (стадіал).

Оскільки у наш час все ще існують континетальні льодові покриви (Антарктида та Гренландія), то згідно визначення ми живемо у льодовиковому періоді, котрий триває уже 2,6—2,7 млн. років (четвертинний період) . Відбуваються і характерні для цього часу відносно нетривалі похолодання та потепління, насамперед у останні 1 млн. років. Проте часто термін льодовиковий період вживається у відношенні до холодних періодів із значним поширенням льоду у Північній Америці та Євразії, останній такий льодовиковий період закінчився 10 000 років тому. Зледеніння встановлені у нижньому протерозої Північної Америки, у верхньому рифеї Африки й Австралії, у венді Європи, Азії і Північної Америки, в кінці карбону і на початку пермі на Гондвані. Найбільш дослідженим є льодовиковий період у плейстоцені, від якого збереглися не лише відклади, але й льодовикові форми рельєфу. В Україні зледеніння за часів льодовикового періоду сягало широти сучасного Дніпропетровська.

 

 

Фенологічні дані зимових місяців

(За матеріалами «Народного календаря»)

 

Чарівна краса зими! Крижана крупа шелестить по стінах будинків, стукає у вікна, ковзає асфальтом… І десь серед ночі відчиняються снігові засіки. Знайомі поля, вулиці не впізнати: білі рушники їх накрили. Усе навкруги м'яке і пухнасте, дихає морозяною свіжістю і яркою недоторканністю…

Але ще не раз біле мовчання може зникнути, змінитися на сіро-чорне буденне забарвлення. Справжня зима настає на 40-у добу після першого снігу. Тоді студений її подих зупиняє біг річок. Ніби рідна мати, зима турботливо вкриває теплою пуховою сніжною ковдрою все, що потребує захисту від лютих морозів.

Зима має свої періоди. Нестійка зима з 1 січня по 20 січня. М'яка зима – з 20 січня по 15 лютого. Передвесіння – з 16 лютого.

Але так буває не завжди: рік на рік не приходиться, день на день не випадає.

У січні зима в розпалі: лютує стужа, мороз, холоднеча, але дні прибувають, світ над нашою північною півкулею.

Народ влучно висловився: «Сонце на літо, зима на мороз». Але ще сонце безсиле, воно не зігріває. Закута в кригу, в пишних снігах спочиває «спляча красуня» - природа.

Метеорологи ведуть облік температури зимового періоду від стійкого переходу середньодобової температури через нуль градусів у бік подальшого зниження. Подібне часто спостерігається в нас у листопаді, але за останні 100 років третина місяців була досить теплою. Та й грудень не завжди відзначався суворістю, хоч і називали його стужайлом: «на всю зиму землю студить». Наприклад, 31 грудня 1985 р. у Києві зафіксували найнижчу температуру: - 30 градусів. А наступного року 6 грудня було +13,4 градуси.

Коли в Україну приходить зима? Раз на раз не припадає. А звідки? Як правило, найперше вона наносить візит на станцію Хутір Михайлівський, що на Південно-Західній залізниці. Тут одна з найбільш північних точок України.

Звідси зима просувається по Чернігівській, Сумській, Харківській, Полтавській, Луганській, Київській областях. Маси арктичного холодного повітря, утворюючи швидкий атмосферний фронт, переміщуються у центральні і південні райони. Середньомісячна температура на північному сході, за багаторічними даними, у грудні становить -5…-6 градусів, у Кримській та Одеській областях 0…-3 градуси. Але північні циклони можуть, як нерідко буває останнім часом, підкоректувати суворий характер «білої господині», на певний час зупиняючи її переможний наступ.  

Січень – середина календарної зими, її верхівка, місяць найкоротших днів і найдовших ночей. Правда, найкоротший день – 22 грудня – день зимового сонцестояння, початку астрономічної зими. Його тривалість в Полтаві становить лише 8 годин 8хвилин. До 1 січня день подовжується на 8 хвилин, а до кінця місяця збільшується ще на півгодини.

За багаторічними метеорологічними спостереженнями сніговий покрив у Полтаві встановлюються в середині грудня. Відсутність снігового покриву явище рідкісне. Середня кількість опадів за січень місяць – 20-35 мм, вони випадають протягом 12-14 днів, за місяць у середньому буває 3-6 днів з ожеледдю, 3-7 днів з хуртовиною.

У найхолодніший місяць року середньомісячна температура повітря становить – 5,5…-7,6 градуса, абсолютний мінімум температур досягав -33…-38 градусів. Але бувають тривалі відлиги, коли ртутний стовпчик піднімається до +7…+10 градусів, по кілька днів стоять густі тумани. За народними прикметами, якщо в січні буває тепло, то в лютому слід чекати великих тривалих морозів. Часті іноді сильні вітри.

У середині лютого проходила, як кажуть в народі, «зустріч зими з літом». За місяць значно довшим стає світловий день – більше ніж на півтори години, в середньому по 5 хв. на добу.

Середньомісячна температура зимових місяців у Полтаві така: грудня мінус 4,5 градусів, січня – мінус 5,8, лютого – мінус 5,8. Але досить часто лютий в Україні буває найхолоднішим – «найлютішим», звідси і його назва. Погода в ньому досить нестійка: морози й хуртовини змінюються відлигами. Навіть протягом одного дня може бути «сім погод». Бувають дні з туманом, по декілька днів стоїть ожеледь, іноді вночі сідає пухнастий іній.

В окремі дні вже пригріває сонце. І тоді на південних схилах дахів сніг починає танути, звисають довгі крижані бурульки, з ринв тече вода. На північному боці дахів і в затінках сніг ще і не думає танути. Це одна з найхарактерніших фенологічних особливостей місяця.

Товщина снігового покриву в кінці місяця зростає до 9-14 сантиметрів. В окремі роки в другій половині лютого при тривалому потеплінні сніг сходить повністю і навіть відтає ґрунт.

Стає товщою крига на річках і ставках. В окремі роки неглибокі річки з повільною течією і ставки промерзають майже до дна, що небезпечно для зимівлі риб через брак кисню. Тому в лютому необхідно робити ополонки. 

 

 

Додаток 2

 

 

 

 

 

“Кристал Зелігмана” – нагорода Міжнародного гляціологічного товариства, що періодично присуджується вченим, які досягли великих успіхів в області гляціології. Він являє собою гексагональну призму із скла на дерев’яній підставці. На її косому зрізі розміщений малюнок щоразу іншого кристалу, а на основі – ім’я нагородженого і дата вручення.

Додаток 3

 

 

 

 

Сніги і льоди, що каються. Гострокінечні утворення на поверхні злежаного снігу і льоду, нахилені в напрямку на полуденне положення сонця і за формою нагадуючі фігури людей, що моляться. Поширені на високих льодовиках тропічних і субтропічних широт. Найбільші з них зустрічаються в Андах (4 – 6 м), на Памірі (до 2 м). Сніги, що каються утворюються в наслідок вибіркового танення в умовах сонячної, сухої, помірнохолодної погоди,, коли танення відбувається лише на поверхнях перпендикулярних сонячним променям при зенітальному положенні сонця.

 

Додаток 4

 

 

 

Стільниковий сніг – округлі, схожі на стільники заглиблення на поверхні снігу (діаметром до 20 см), що виникають у результаті нерівномірного танення снігу.

 

Додаток 5

КАЛЕНДАР СЕЗОННИХ ЯВИЩ ПРИРОДИ

(Полтава)

Характеристика явищ	Середня дата	Перша	Найпізніша
Перехід середньої добової температури повітря через - 5˚ С(припинення стійких морозів)	1.03
Схід сталого снігового покриву	16.03	23.01	14.04
Скресання р. Ворскли	20.03	12.02	7.04
Повне відтавання ґрунту	5.04	24.03	15.04
Останні заморозки в повітрі	22.04	25.03	23.05
Останній заморозок на поверхні ґрунту	8.05
Перший заморозок на ґрунті	26.09
Перший заморозок в повітрі	11.10	22.09	5.11
Кінець листопаду у плодових дерев	1.11
Перехід середньої добової температури повітря через 0˚	18.11
Перший сніговий покрив	16.11
Замерзання р. Ворскли	9.12	31.10	6.01
Перехід середньої добової температури повітря через - 5˚ (початок постійних морозів)	14.12
Початок стійкого снігового покриву	16.12

 

 

 

 

ЛІТЕРАТУРА

 

 

1. Гляциологический словарь. Под ред. В.М Котлякова. Л.: Гидрометеоиздат 1984

 

2. Скуратівський В. Вінець К.: 1994

 

3. Народний календар (Зимово-весняний цикл) Посібник для педагогічних працівників – Полтава: ПОІПОПП, 1999

 

4. Полтавська область: природа, населення, господарство. За ред.         К.О.Маца/Полтава: Полтавський літератор,1998