Hvorfor is normalt fryser overskyet,

Ting er blevet køligere op på den nordlige halvkugle. Efteråret er over os igen, og vinteren vender tilbage hertil den 21. december, 2018. Med de sæsoner kommer deres udfordringer. For eksempel, hvis der er et udtryk, der garanteret får bilejere til at miste sej, det er "sort is". National Weather Service definerer dette som "ujævn is på veje eller andre transportoverflader, der ikke let kan ses."

For det menneskelige øje, det er alt andet end usynligt. Sort is er ikke rigtig sort; det er gennemsigtigt. Kun tingene udseende sort, når den dækker et lag af kulsort belægning. Uheld sker, når chauffører blind for faren, styre deres biler over isen og miste vejgrebet.

Andre former for is er lettere at se. Du har uden tvivl lagt mærke til, at hjemmelavede isterninger normalt ser overskyede og uigennemsigtige ud i midten, som hvidlige blokke af slik. Det står i kontrast til sortis skræmmende klarhed. Hvorfor er sort is gennemsigtig, men terningerne i dine typiske isbakker ikke?

Følelse af gennemsigtighed

Flydende vand ser ud til at være klart. Det er fordi materialet ikke absorberer det meste af det synlige lys, der passerer igennem det. Alligevel er der en vildledende kvalitet ved vand:Uanset hvor frisk det kan se ud, det er aldrig 100 procent rent. En prøve af H2O kan indeholde flydende bidder af organisk stof - alger, planterester, osv. - sammen med suspenderede sedimenter, støvpartikler eller pletter af mineraler som calcium og kalk. Det kan også indeholde masser af opløste gasser, såsom ilt. (Uden nævnte ilt, fisk ville ikke være i stand til at trække vejret.) Gasser og fysiske urenheder er nøglen til at forstå, hvorfor isterningerne i din limonadekande er så dunkel uklar.

Se når vand fryser, indre affald og luftbobler kan blive koncentreret. Klyngerne hindrer lys, får alle de forskelligt farvede frekvenser på det synlige lysspektrum til at spredes. Når dette sker, det får isen til at se hvid og uklar ud. Men det gør den ikke altid ske.

Gå på vandet

I 2014, YouTuber Tomas Nunuk filmede sig selv og en rejsekammerat, der gik over Velke Hincovo Pleso, en dyb, ferskvandssø i de slovakiske bjerge. Hans video blev viral, fordi den viser de to mænd, der står på en utrolig klar is; søbundens klipper under dem er uberørt synlige gennem det frosne vand. Isen i Nunuks video var så gennemsigtig, at nogle YouTube -seere antog, at optagelserne var blevet forfalsket. Men Velke Hincovo Pleso er meget ægte, og når søen fryser over (som den ofte gør), overfladeisen kan være krystalklar.

Et indlandsis skal være næsten helt fri for både luftbobler og affald for at have denne grad af klarhed. Der er også andre krav. Is består af krystaller - og når H2O fryser hurtigt, disse krystaller har en tendens til at være små og talrige. Det får isen til at se hvidere ud, fordi krystaller har reflekterende overflader. Så hvis der er flere krystaller, der kommer mere refleksion, som hjælper med at sprede indgående lys. På den anden side, is, der langsomt er frosset, er bygget op af færre og større krystaller. Og de fremmer gennemsigtighed.

For at opsummere, is bliver kun gennemsigtig og krystalklar, hvis den fryser langsomt og ikke har for mange urenheder eller krystaller. Tomas Nunuks nu berømte YouTube-video er et casestudie om, hvordan det ser ud, når alle disse betingelser er opfyldt. På dagen for hans slovakiske trek, Velke Hincovo Pleso blev toppet med et isnende tæppe, der var omkring 2 centimeter (eller 0,78 tommer) tykt. Vandet må have frosset gradvist i løbet af en rolig periode uden stærke vinde, der kunne have blæst affald i søen eller væltet vandet op.

Sort is og bakkeproblemer

Vi ser den samme slags ske i vejbanens sorte is. Selvom ikke alle disse ting kommer fra den samme kilde (det kan starte som tåge, tåge, støvregn eller smeltet sne), det fryser altid langsomt i perioder med lav vind, den er konstant tynd og indeholder meget få urenheder. Derfor er sort is så gennemsigtig - og frustrerende for bilister.

Men motorvejsgener på trods af, gennemsigtig is er ikke så almindelig i naturen som den hvide, skyet sort. Der er mange grunde til, at en given isbit måske ikke er klar. Noget is består af faldne snefnug, hvis kantede former og uregelmæssige krystaller spreder lys. Og nogle gange, vand fryser bare hurtigt, resulterer i is med mindre krystaller.

Kunstig is er underlagt de samme fysiske love. De fleste husholdningsisbakker er designet til at fryse små blokke vand udefra og ind. Dette har en bivirkning ved at drive urenheder inden i vandet mod midten af ​​hver terning. De færdige produkter ser derfor hvide og disede ud i midten. For at blive tydeligere, mere attraktive terninger, nogle restauranter bruger dyre maskiner, der fryser vand meget gradvist, og udelukkende fra den ene side. Det lader urenhederne slippe udad.

Heldigvis der er masser af billigere måder at lave gennemsigtige isterninger på. Et velkendt trick involverer kogning af vandet på forhånd, dermed befri den for opløste gasser, før fryseprocessen starter.

Teknisk set, vand er ikke farveløst (selvom det ofte ser sådan ud). Tro det eller ej, væsken har en naturlig blålig farvetone, på grund af det faktum, at det absorberer rødt, gul og orange lys lettere end blåt lys. Men vores menneskelige øjne kan kun observere denne azurblå kvalitet i dybe vandområder. Dette er med til at forklare, hvorfor havet ser blåt ud for os, mens et glas drikkevand ser gennemsigtigt ud. Det er også derfor stort, tykke gletsjere adopterer en kongelig nuance.