Осенью и весной, когда похолодания сменяются потеплениями, на крышах, ветвях деревьев и прочих объектах появляются сосульки. Выглядят они красиво, но могут нести опасность для жизни, если достигают крупного размера и свисают с крыш над пешеходной частью улицы. Ледяные наросты – явление обычное, мало кто обращает на них внимание. Однако любознательные дети спрашивают у родителей, откуда берутся сосульки. Ответ на вопрос ниже в статье.
Что такое сосулька?
Ее научное название – ледяной сталактит. Иногда ее также называют висячей наледью. Это образование изо льда, свисающее с краев строительных и природных объектов, а также с потолков пещер и прочих полостей в породах при постепенном замерзании медленно текущей вниз или капающей воды.
Образование обычно конусообразное. Вершина не острая, а имеющая диаметр в несколько миллиметров. Структура слагающего льда такая же, как в градинах. Основание ледяного конуса чаще круглое, но бывает сложным, ребристым.
В смешанных осадках (снег и дождь) появляются ледяные сталактиты, состоящие из концентрических слоев, в которые вкраплены снежные кристаллы. Нередко сосульки сливаются, в результате образуются длинные массивные гирлянды причудливой формы.
Если сталактит растет в закрытых помещениях (в погребе, на чердаке), то капающая с наледи на пол вода образует встречную, устремленную вверх структуру – ледяной сталагмит. Слившись, сталактит и сталагмит формируют ледяную колонну. Такое явление можно увидеть и в пещерах.
Чаще всего сосульки появляются весной и осенью. Иногда зимой, если отмечаются температурные перепады. Увидеть свисающую наледь можно на крышах, ветвях деревьев, качелях, турниках – на любом объекте, где есть нависающая поверхность.
Причина образования сосулек – совмещение двух температур: выше нуля происходит таяние, ниже нуля – замерзание.
Механизм образования
Природная вода замерзает при переходе температуры воздуха на отрицательное значение, появляется гололедица. Но вода может замерзнуть не только на дороге и прочих горизонтальных поверхностях. Капли, медленно стекающие вертикально вниз, тоже замерзают.
Под воздействием силы поверхностного натяжения капля падает не сразу, а некоторое время держится на краю поверхности стекания. Если бы этой силы не было, и вода сразу падала на землю под влиянием силы тяжести, то образование сосулек было бы невозможно. При похолодании висящая капля замерзает, к ней притекает следующая капля, с которой происходит тот же процесс. Замерзающие капли постепенно наслаиваются друг на друга, так растет сосулька.
Нестабильная погода, наблюдающаяся весной и осенью, а также зимняя оттепель способствуют оттаиванию снега, скопившегося на крышах и деревьях. Образующаяся вода стекает вниз, постепенно замерзает. Чем дольше отмечается нестабильность погодных условий, тем большее количество воды стекает и замерзает, тем массивнее и тяжелее становятся ледяные сталактиты.
При возвращении морозов сосульки остаются в том виде, в котором сформировались при оттепели, висят до наступления дней с положительными температурами. Слишком массивные наледи часто откалываются под собственным весом, падают под влиянием ветра или механического воздействия. Когда устанавливается постоянная температура выше 0°C, сосульки тают, по тротуарам начинают бежать ручьи.
Гораздо реже сосульки на крыше образуются зимой, когда температура стабильно держится ниже нулевой отметки. Такое явление возможно в определенных условиях, когда здание, оборудованное центральным отоплением, имеет чердак или мансарду. В данном случае выходит, что в здании тепло, крыша нагревается изнутри. Накопившийся снег тает, несмотря на отрицательную наружную температуру, превращается в воду, стекает вниз. При стекании на морозе вода сразу превращается в сосульки.
Способы борьбы
В городских условиях наледь – серьезная проблема. Она не только опасна для жизни прохожих, но и может повредить постройки, оборвать провода. Поэтому коммунальные службы стараются своевременно избавиться от сосулек всеми доступными способами.
Бороться с сосульками можно посредством:
- активных методов, подразумевающих непосредственное удаление;
- профилактических мер, предупреждающих скопление льда.
В первую категорию входят следующие мероприятия:
- Применение лазеров. Для сжигания наледи применяются большие лазерные установки, требующие много энергии. Поэтому процедура энергозатратная. Да и сама установка стоит недешево. Для работы с ней персонал должен пройти обучение. Необходимо соблюдение техники безопасности, поскольку лазерное излучение может серьезно навредить органам зрения.
- Сбивание паром. Используются парогенераторные установки. Они тоже дорогие и энергоемкие. А еще громоздкие, неудобные в применении. Поэтому чаще для коммунальных мероприятий приобретаются мобильные версии парогенераторов.
- Электроимпульсное воздействие. Эффективный способ, но дорогостоящий. Поэтому применяется нечасто. Посредством электрических импульсов убирают сосульки в некоторых районах Москвы. На поверхность объекта устанавливаются катушечные индукторы. При подаче импульса создается магнитное поле, продуцирующее вторичный вихревой ток. При соединении токов провоцируется кратковременная (2 с) деформация поверхности, благодаря чему становится невозможным накопление льда. Электрический импульс разрушает сосульки любой величины, не повреждая поверхность объекта.
- Разрушение посредством ультразвука. Применяется мощный ультразвуковой аппарат. Энергетические затраты небольшие, но само устройство стоит дорого.
- Механическое удаление. Имеется в виду сбивание лопатой или другими средствами. Мероприятие осуществляют работники коммунальных служб, промышленные альпинисты. Самый простой способ борьбы с сосульками, но и самый травмоопасный. Велика вероятность получить удар падающим осколком льда, сорваться с крыши.
Профилактические мероприятия включают:
- качественную тепловую изоляцию чердаков;
- хорошую теплоизоляцию верхней отопительной системы;
- герметичность вентиляционной системы;
- реконструкцию крыши и водосточных труб;
- применение антиобледенителей для крыш;
- установку капельников на край крыши;
- плотное закрытие чердачных входов;
- отсутствие выхода тепловых источников на чердак (например, канализации);
- отсутствие закупоривания слуховых окошек.
Современные методы борьбы с обледенением – сооружение крыш с подогревом, проведение кабельной противообледенительной системы.
Нужно понимать, что не существует метода, полностью предотвращающего образование висячей наледи. Погодные условия изменить нельзя, в межсезонье снег всегда будет таять, вновь замерзать. Но вышеперечисленные мероприятия помогают существенно снизить скорость обледенения воды, а значит, предупредить появление крупных и опасных сосулек.