Қардың физикалық қасиеттері. Қардың сулық қасиеттері

Дәріс 10

Қардың физикалық қасиеттері. Қардың сулық қасиеттері

        Қар жамылғысы мұз бөліктерінен, бұл бөліктер аралығында толтыратын ауа көлемінен, жаратылысы минералдық және органикалық болып келетін қоспалардан және 0 0С шамасында сұйық судан тұрады.

Қоспалардың құрамы және олардың мөлшері қардың қасиетіне, әсіресе оның радиациялық сипаттамаларына әсерін тигізеді.

Салмағы бойынша қар жамылғысы құрамында негізгі оның құрамдас бөлігі ұсақталған фазадағы мұз, яғни қар болады. Қар құрамындағы ауаның салмағы өте аз болып келеді және ол қардың тығыздығына байланысты өзгереді, қардың тығыздығы 0,01 –ден 0,10 г/см аралығында өзгергенде ауа салмағы 12,7 –ден 1,2%-ға дейін аралықта болып келеді.

Қардың тығыздығы

Қардың тығыздығы оның кеуектілігіне, жылу өткізгіштігіне, суды бойында ұстау қабілетіне және т.б. оның физикалық қасиеттеріне байланысты болып келеді. Қардың тығыздығы өзінің салмағының әсер етуінен гидрометеорологиялық жағдайлардың әсерінен (жел, температура, жауын шашын, күн радиациясы), топырақпен жылу алмасудан және қардың ішінде жүріп жататын физикалық процестерден өзгеріп отырады.

Сонымен қатар қардың тығыздығы деп қар үлгісі массасының оның көлеміне қатынасын айтамыз, өлшем бірлігі г/см3 . Қардың тығыздығы жаңа жауған ұлпа қарда 0,01 г/см3 -тен ескі фирнделген, яғни су тиіп қатқан қар үшін 0,70 г/см3-ке жетеді.

Қар ұзақ жатқанда оның тығыздығы беткі қабатынан төмен қарай өседі.

Кесте 1. Қар тығыздығының өз салмағының әсерінен тік бойлық бойымен өзгеруі (Г.Д. Рихтер бойынша)

Тереңдік бойымен қар тығыздығының өзгеруі логарифмдік заңға сүйенуі керек, бірақ қалыңдығы 70 см-ге дейінгі қар жамылғысына бұл байланыстылықты тұзу сызықты деп қабылдауға болады.

Байкал маңындағы таулы аймақтар үшін Э.Г. Коломыц мына түрдегі аймақтық байланысты алды:

𝞀k=a+ву

Коэффициенттердің сандық мөлшері ауданның жағдайларына қарай өзгереді: а – 0,176⁒0,202, в – 0,0016⁒0,0018.

Қар қайта жауғанда қар жамылғысы тығыздығы бір-бірінен ерекше өзгеретін қатпарлы құрылымда болады. Егер жаңа жауған қардың биіктігі һ2 және оның тығыздығы 𝞀2 белгілі болса, онда барлық қардың тығыздығының өзгеруін Δ𝞀2 П.П. Кузьмин келесі формуламен ұсынды:

Δ𝞀=[pic 1]

        мұнда 𝞀1 және һ1 жаңа қар жауғанға дейінгі қардың ескі қардың тығыздығы мен биіктігі; 𝞀2  және һ2 жаңа жауған қардың тығыздығы мен биіктігі.

        Қардың жылулық қасиеттері

        Қардың жылу өткізгіштігі оның құрылымы мен құрамына байланысты. Мұздың, ауаның және судың жылу өткізгіштік коэффициенттері әр түрлі, яғни λм=0,0054,  λа=0,00058, λс=0,0014 кал/(см*с*0С).

        Құрғақ қардың жылу сыйымдылығы оның құрамындағы бөліктерінің-судың, ауаның, су буының жылу сыйымдылығына және олардың көлемдік қатынастарымен байланысты. Ауаның және су буының жылу сыйымдылықтары өте төмен болғандықтан, әдетте олар есепке алынбай қалады, ал құрғақ қар үшін көлемдік жылу сыйымдылық см 𝞀к мұздың жылу сыйымдылығы см мен қардың тығыздығының көбецтіндісі арқылы есептеледі. Қар ішіндегі қоспалардың қардың жылу сыйымдылығына әсері қоспалардың көлемдік жылу сыйымдылығы сn 𝞀n арқылы есепке алынады, сn заттардың меншікті жылу сыйымдылығы, 𝞀n олардың бірлік көлемдегі салмағы.