Снег ломается непредсказуемо [ Редагувати ]

Европейские исследователи обнаружили, что непредсказуемая природа снежной доски делает практически невозможным предсказание горных обвалов. Их работа продемонстрировала, что почти идентичные куски спрессованного снега трескаются и разламываются при очень разных условиях. Один может выдержать лыжника или тяжелый снегопад, а второй разрушается при легком прикосновении.

Лыжники и исследователи снега давно знают о его непредсказуемости. Тем не менее, есть некоторые эмпирические правила, которые помогают оценить вероятность обвала на склонах. Они принимают во внимание крутизну склона, воздействие солнечных лучей, вероятность того, что снежная масса находится на ледяной корке. Однако эти правила не гарантируют безопасности.

Чтобы помочь лучше оценить опасность, исследователи разрабатывают компьютерные модели, моделирующие разные обстоятельства, способные вызвать обвал. Если их работа увенчается успехом, то есть надежда ежегодно сохранять до 200 жизней - именно столько каждый год гибнет в обвалах в США и Европе.

Эти модели позволяют получить хорошую оценку крепости каждого отдельного куска снега. Чтобы уточнить эти оценки, Хервиг Петерлик из университета Вены и его коллеги разработали простой эксперимент. Он постепенно пропускали снег через полую трубку с квадратным сечением, образуя квадратный снежный "стержень", постепенно выходящий из устья трубки. В конце концов, этот стержень ломался под собственным весом. Чем длиннее отломанный сегмент, тем крепче снег.

Как и ожидалось, исследователи обнаружили, что снег тем крепче, чем плотнее. Но его крепость сильно различалась для снега одной плотности. Возможно, это связано с тем, что разлом вызывает микроскопический дефект. Такие дефекты случайно возникают в материалах, подобных снегу, поэтому внешне невозможно предсказать, легко ли разломится определенный образец.

Влияние подобных дефектов на материал можно рассчитать с помощью модуля Вайбулля. По расчетам Петерлика, среднее значение модуля Вайбулля для снега равно полутора (тот же показатель для стали - 22, для камня - 12). Тем не менее, этот показатель объясняет не все - так в материале с дефектами логично ожидать, что его крепость будет уменьшаться с увеличением размеров. Но Петерлик и его коллеги не обнаружили такой зависимости крепости от размера для снега. Это означает, что образование разломов зависит исключительно от случайных слабых точек.