Как образуется иней и из чего он состоит?

Ответ удивительно прозаичен: иней «придумывает» небо, а точнее — холод открытого пространства, в которое ночью утекает тепло. Иней — не осадки в строгом понимании. Он — поверхностный налёт льда, выросший прямо «на месте» из водяного пара.

Как иней появляется «из воздуха»

В воздухе всегда есть водяной пар. Днём поверхности вокруг нас тёплые и охотно принимают тепло от солнца и от нагретой земли. А ночью, особенно при чистом небе, поверхности излучают тепло в космос и остывают сильнее самого воздуха. Травинки, крыши, перила — та самая «нитка» паутины — всё теряет тепло, как тонкие радиаторы.

Если предмет остыл ниже точки инея (температуры, при которой пар при данной влажности предпочитает быть льдом), молекулы воды из воздуха начинают не конденсироваться в капли, а сразу осаждаться на поверхности предмета кристаллами. Процесс называют десублимацией (или отложением).

Условия классические:

• ясное небо (чтобы ничто не «задержало» излучение);
• слабый ветер (чтобы сформировалась тонкая холодная «прилегающая» прослойка воздуха);
• достаточная влажность (чтобы было из чего строить кристаллы);
• поверхности, у которых есть «точки зацепа» — шероховатость, ворсинки, микропылинки, где зарождаются кристаллы.

Дальше включается красота. Кристалл растёт лучами и иголочками, выбирая направления, где легче вытягивать молекулы пара. Поэтому на стекле мы видим «папоротники» и «перья», а на траве — белые щетинки.

Форму диктуют:

• температура;
• влажность;
• и даже микрорельеф.

Одна ночь — сплошные иглы, другая — нежные пёрышки.

Кстати, почему иней часто гуще «внизу», в низинах? Потому что там по ночам собирается более холодный тяжёлый воздух — маленькая естественная морозилка.

Иней растёт из пара при ясной спокойной ночи: кристаллы воздушные, кружевные, чаще на горизонтальных и тонких поверхностях.

Иней — пушистый кристаллический налёт, который легко смахнуть перчаткой. На стекле он красиво рисует картинку, но не склеивает мир, как гололёд.

Почему иней чаще бывает на машине, чем на асфальте

Металл и стекло быстрее теряют тепло излучением и хуже «подпитываются» теплом из толщи материала, чем, скажем, массивная влажная земля или тёплая стена дома. К тому же ровное стекло — идеальная сцена для рисунка кристаллов.

Ещё заметка из двора: машины, стоящие под небом, покрываются инеем сильнее, чем те, что под деревом — крона частично экранирует небо и замедляет «утечку» тепла.

Инею необходим слабый ветер. Лёгкое движение воздуха приносит свежий пар — плюс. Но сильный ветер срывает «мостики» из кристаллов и перемешивает тонкий холодный слой над поверхностью, подкидывая туда более тёплый воздух. В итоге поверхность не успевает «продавить» температуру до точки инея. Поэтому самые кружевные рисунки — в тихие, ясные, длинные ночи.

Немного «кухонной» физики: точка росы и точка инея

У любой смеси воздуха и водяного пара есть температура, при которой пару уже «тесно», и он переходит в конденсат.

• Когда конденсат — жидкость, это точка росы.
• Когда из-за холода выгоднее сразу стать льдом — точка инея.

Она обычно на пару градусов ниже точки росы при той же влажности. Поэтому иногда на улице +1…+2 °C и сыро, а стекло холодное и «ушло» ниже нуля — и вы видите замёрзшую росу или даже иней на машине.

Чем иней полезен и вреден:

• Для фотографа и поэта — сплошное счастье.
• Для дачника — сигнал тревоги: заморозки в ясную ночь способны «припечатать» нежные растения тонкой коркой льда и испортить урожай. Отчасти спасают укрытия (агроволокно, плёнка — создают воздушную прослойку) или даже орошение: когда вода на листьях замерзает, она выделяет тепло кристаллизации и держит температуру ткани вокруг 0 °C, не давая ей упасть ниже — старый приём садоводов.
• Для автомобилиста иней — минус десять минут утра: соскрести, включить обдув стекла, не лить кипяток на стекло (перепад температур может спровоцировать трещину), пользоваться защитным экраном на ночь или химическим размораживателем на спиртовой основе.

Почему у инея «перья»? Потому что молекулам воды удобно «удлинять» кристалл там, где пар легче подлетает — на концах и ребрах. Там скорость роста выше, поэтому получаются веточки и подветочки — дендриты. При чуть более высокой влажности — кружевные люстры, при скромной — короткие иголки.

Температура тоже важна: небольшие изменения переводят рисунок из «папоротников» в «щетину» и наоборот.

Иней — кристаллы льда из водяного пара прямо на поверхности при её температуре ниже точки инея. Нужны ясная ночь, слабый ветер, влажный воздух.

Иней — искусство, которое пишет небо на ближайших предметах, когда ночь даёт им остыть ниже нуля и ниже точки инея. Он возникает здесь и сейчас из воздуха, без участия облаков, и потому не считается осадком в строгом смысле слова.

Понимание механизма делает утро проще и красивее. Вы знаете, почему стекло «расцвело», не ругаете прогноз, готовите щётку вместо ведра кипятка и приглядываете за грядкой в ясную тихую ночь. А ещё — можете остановиться, посмотреть на «папоротник» на окне и поймать редкое удовольствие: не магия и не случайность — физика, доведённая до орнамента.