¿Puede la escarcha derretirse en agua? ¿O sólo puede sublimar directamente en vapor de agua?
A primera hora de la mañana en la estación fría, las briznas de hierba y los terrones de tierra suelen estar cubiertos por una capa de cristales de escarcha. Brillan con el sol naciente y se derriten a medida que sale. La gente suele llamar a este fenómeno "glaseado". Si miramos el calendario, todos los años terminan en octubre y siempre existe el período solar de la "primera helada". Hemos visto nieve y lluvia, pero nadie ha visto escarcha. De hecho, la escarcha no cae del cielo, sino que se forma en el aire cerca del suelo.
La escarcha es una especie de cristal de hielo blanco que se forma principalmente por la noche. En casos raros, también puede comenzar a formarse justo antes del atardecer, cuando el sol está inclinado. Normalmente, la escarcha se derrite rápidamente después del amanecer. Pero cuando hace frío o está en un lugar con sombra, las heladas pueden durar todo el día.
La escarcha en sí puede causar daños por congelación a las plantas porque absorbe calor durante el proceso de fusión o sublimación, bajando la temperatura de la planta y provocando que el agua de la planta se condense. Una temperatura demasiado baja puede dañar las células vegetales. Sin embargo, algunos estudios muestran que las plantas que han experimentado heladas tienen una mejor tolerancia al frío que las plantas que nunca han experimentado heladas.
La formación de escarcha no sólo está relacionada con las condiciones climáticas del momento, sino también con la naturaleza de los objetos adheridos. Cuando la temperatura de la superficie de un objeto es muy baja pero la temperatura del aire cerca de la superficie es relativamente alta, existe una diferencia de temperatura entre el aire y la superficie del objeto. Si la diferencia de temperatura entre la superficie del objeto y el aire se debe principalmente al enfriamiento radiativo de la superficie del objeto, cuando el aire más cálido entra en contacto con la superficie del objeto, el aire se enfriará y cuando el vapor de agua esté sobresaturado, el exceso de vapor de agua. precipitará. Si la temperatura es inferior a 0°C, el exceso de vapor de agua se condensa formando cristales de hielo en la superficie del objeto, lo que se convierte en escarcha. Por lo tanto, la escarcha siempre se forma en condiciones climáticas propicias para el enfriamiento radiativo de la superficie.
Escarcha de nieve
Escarcha de nieve
Además, las nubes dificultan el enfriamiento radiativo de los objetos terrestres durante la noche y las nubes en el cielo no favorecen la formación. de escarcha. Por lo tanto, las heladas se producen principalmente en noches despejadas, cuando la radiación terrestre se enfría considerablemente.
Además, el viento también influye en la formación de escarcha. Cuando hay brisa, el aire fluye lentamente a través de la superficie del objeto sobreenfriado, suministrando continuamente vapor de agua, lo que favorece la formación de escarcha. Pero cuando el viento es fuerte, debido a que el aire fluye rápidamente, el tiempo que toca la superficie fría es demasiado corto. Al mismo tiempo, cuando el viento es fuerte, el aire de las capas superior e inferior se mezcla fácilmente entre sí, lo que no favorece el enfriamiento y también dificulta la formación de escarcha. En términos generales, cuando la velocidad del viento alcanza el nivel 3 o superior, es menos probable que se forme escarcha.
Por ello, las heladas suelen formarse en noches soleadas, ventosas o tranquilas durante la estación fría.
La formación de escarcha no sólo está relacionada con las condiciones climáticas antes mencionadas, sino también con las propiedades de los objetos terrestres.
Escarcha de nieve
Escarcha de nieve
La escarcha se forma en la superficie de los objetos que se enfrían por radiación, por lo que es más fácil para la superficie de un objeto. Para irradiar calor, cuanto más rápido se enfríe, más fácil será congelarlo en la parte superior. Objetos similares, en las mismas condiciones, tienen la misma energía interna si tienen la misma masa. Si al mismo tiempo irradian y disipan calor por la noche, los objetos con una gran superficie disipan más calor y se enfrían más rápido, lo que facilita la formación de escarcha sobre ellos. Es decir, si la superficie de un objeto es grande en relación con su masa, se puede formar escarcha fácilmente sobre él. Las hojas de hierba son muy ligeras, pero tienen una gran superficie y son propensas a que se forme escarcha en ellas. Además, la superficie rugosa de un objeto es más propicia para la disipación de calor y la disipación de calor que una superficie lisa, por lo que es más probable que las superficies rugosas, como los terrones de tierra, se congelen.
Hay dos formas de que la escarcha desaparezca: una es sublimar en vapor, y la otra es derretirse en agua. El más común es que se derrita y desaparezca después del amanecer debido al aumento de las temperaturas. El agua helada es buena para los cultivos.
La aparición de heladas indica que el clima local es despejado y frío por la noche, la atmósfera es estable y la radiación del suelo se enfría fuertemente. Esto suele ocurrir cuando una masa de aire frío está bajo control, por lo que suele durar unos días.