Mraz

S Vikipedije, slobodne enciklopedije

Mraz na kablovima.
Parcela trave na kojoj je vidljiv kristalni mraz u nijansi ispod nule (plava, dole desno); mraz u zagrejavajućoj oblasti, ali još uvek ispod tačke smrzavanja, najskorije izloženoj sunčevoj svetlosti (bela, u sredini); i region bez mraza: ovde se prethodni mraz otopio zbog dužeg izlaganja sunčevoj svetlosti (zeleno, gore levo.)

Mraz je pojavni oblik vode kada se ona smrzne u vidu kristala leda koji prianjaju uz grančice, vlati trave ili recimo prozore.[1][2] Mraz je beo jer kristali leda sadrže vazduh. Inje i slana su u prirodi pojave slične ovoj.[3][4] U umerenoj klimi, najčešće se pojavljuje na površinama blizu zemlje kao krhki beli kristali; u hladnim klimatskim uslovima, javlja se u većem broju oblika.[5] Širenje formiranja kristala se dešava procesom nukleacije.

Tipovi[uredi | uredi izvor]

Inje[uredi | uredi izvor]

Paukova mreža prekrivena injem
Inja na snegu
Dubinski prikaz inja, snimljena optičkom (levo) i skenirajućim elektronskim (desno) mikroskopom

Inje, radijacioni mraz ili pruina, odnosi se na bele kristale leda nataložene na tlu ili labavo pričvršćene za izložene predmete, kao što su žice ili lišće.[6] Ono nastaje u hladnim, vedrim noćima kada su uslovi takvi da se toplota izračuje na otvoreni vazduh brže nego što se može zameniti iz obližnjih izvora, kao što su vetar ili topli predmeti. Pod odgovarajućim okolnostima, predmeti se hlade ispod tačke smrzavanja[7] okolnog vazduha, znatno ispod tačke smrzavanja vode. Takvo zamrzavanje može biti podstaknuto efektima kao što su poplavni mraz ili džep mraza.[8] Ovo se dešava kada prizemno zračenje gubi hladan vazduh dok ne poteče nizbrdo i akumulira se u džepovima veoma hladnog vazduha u dolinama i udubljenjima. Inje se može smrznuti u tako nisko ležećem hladnom vazduhu čak i kada je temperatura vazduha nekoliko stopa iznad zemlje znatno iznad nule.

Kada površinsko inje prekriva nagnute snežne smetove, sloj kristala inja može predstavljati rizik od lavine; kada teški slojevi novog snega prekriju ledenu površinu, paperjasti kristali koji se izdvajaju iz starog snega zadržavaju padajuće pahuljice, formirajući sloj praznina koji sprečava da se novi slojevi snega snažno vežu za stari sneg ispod. Idealni uslovi za stvaranje inja na snegu su hladne, vedre noći, sa veoma laganim, hladnim vazdušnim strujama koje prenose vlažnost odgovarajućom brzinom za rast kristala mraza. Vetar koji je previše jak ili topao uništava paperjaste kristale i na taj način može omogućiti čvršću vezu između starog i novog sloja snega. Međutim, ako su vetrovi dovoljno jaki i hladni da polože kristale ravno i suvo, prekrivši sneg hladnim, rastresitim kristalima bez uklanjanja ili uništavanja ili puštanja da se zagreju i postanu lepljivi, tada bi granica inja između slojeva snega mogla i dalje da predstavlja opasnost od lavine, jer se tekstura kristala mraza razlikuje od teksture snega, a suvi kristali se neće zalepiti za svež sneg. Ovakvi uslovi i dalje sprečavaju jaku vezu između slojeva snega.[9]

Nastanak[uredi | uredi izvor]

Tokom noći kada su temperature ispod 0 °C, odnosno ispod tačke mržnjenja vode, vlaga iz vazduha mrzne stvarajući kristale leda na dostupnim površinama. Takođe, mraz se stvara kada vedru i suvu noć prati hladan zimski dan. Mraz može nastati i usled procesa transpiracije i tada se smrzava voda koju biljke normalno izbacuju kroz svoje stome. Prolećni i jesenji mraz najčešće nastaju usred zračenja toplote sa tla tokom vedrih noći, dok u toku zime mraz nastaje zbog hladnog polarnog vetra. Niske temperature blizu tla izazvane mrazom mogu da dovedu do pojave magle, koja ukoliko sadrži i kristale leda, naziva se ledena magla.[10][11]

Posledice[uredi | uredi izvor]

Mraz na prozoru

S obzirom da led zauzima veću zapreminu od vode, a biljke, kao i sva živa bića, sadrže vodu u svojim ćelijama, širenje leda će prouzrokovati cepanje i razaranje ćelija i odumiranje tkiva. Takođe, mržnjenje vode u ćelijama će sprečiti normalno odvijanje fizioloških procesa. Dakle, ova pojava je negativna za biljke, a može biti veoma štetna i za čoveka. Izloženost mrazu može da prouzrukuje promrzline, posebno izloženih delova kao što su nos i prsti. Promrzline višeg stepena mogu sprečiti krv da normalno cirkuliše, što dovodi do odumiranja tkiva u pojedinim delovima, a u težim slučajevima i do smrti.[10]

Krila aviona koji leti visoko u atmosferi gde su temperature uvek ispod tačke mržnjenja, mogu da postanu prekrivena ledom, što utiče na kvalitet leta. Zato većina mlaznih aviona koristi uređaje za odleđivanje.[11]

Poljoprivreda[uredi | uredi izvor]

Kako bi se sprečila opasnost od mraza, obradivo zemljište se zaliva što dovodi do stvaranja tanke izmaglice iznad površine zemljišta. Ova izmaglica sprečava naglo hlađenje zemljišta i samim tim, pojavu mraza.[10]

Uticaj na biljke[uredi | uredi izvor]

Oštećenje[uredi | uredi izvor]

Mraz na travi javnog parka u novembru
Mapa prosečnog prvog smrtonosnog mraza u Ohaju iz „Geografije Ohaja“, 1923

Mnoge biljke mogu biti oštećene ili ubijene niskim temperaturama ili mrazom. Ovo varira u zavisnosti od vrste biljke, izloženog tkiva i niskih temperatura; „laki mraz“ od −2—0 °C (28—32 °F) oštećuje manje vrsta biljaka od „jakog mraza“ ispod −2 °C (28 °F).[12]

Biljke koje će verovatno oštetiti čak i slab mraz uključuju vreže — kao što su pasulj, grožđe, tikve, dinje — zajedno sa velebiljima kao što su paradajz, patlidžan i paprika. Biljke koje mogu tolerisati (ili čak imati koristi od) mrazeva uključuju:[13]

  • korenasto povrće (npr. cvekla, šargarepa, pastrnjak, luk)
  • lisnato povrće (npr. zelena salata, spanać, blitva, krastavac[14])
  • krstašice (npr. kupus, karfiol, bok čoj, brokoli, prokelj, rotkvice, kelj, raštan, senf, repa, podzemna koraba)

Određene bakterije, posebno Pseudomonas syringae, su posebno efikasne u pokretanju stvaranja mraza, podižući temperaturu nukleacije na oko −2 °C (28 °F).[15] Bakterije kojima nedostaju proteini aktivni u nukleaciji leda (led-minus bakterije) dovode do znatno smanjenog oštećenja od mraza.[16]

Metode zaštite[uredi | uredi izvor]

Ruže sa zaštitom od mraza - Folksgarten, Beč
Kuritiba (Južni Brazil) je najhladniji glavni grad brazilske države; staklenik Botaničke bašte Kuritiba štiti osetljive biljke.

Tipične mere za sprečavanje mraza ili smanjenje njegove ozbiljnosti uključuju jednu ili više od:

  • Postavljanje snažnih duvaljki da simuliraju vetar, čime se sprečava stvaranje nakupina hladnog vazduha. Postoje varijacije na ovu temu. Jedna vrsta je mašina za vetar, propeler sa motorom postavljen na vertikalni stub koji duva vazduh skoro horizontalno. Vetromašine su uvedene kao metoda zaštite od mraza u Kaliforniji tokom 1920-ih, ali nisu bile široko prihvaćene sve do 1940-ih i 1950-ih. Sada se obično koriste u mnogim delovima sveta.[17] Drugi je selektivni obrnuti slivnik,[18] uređaj koji sprečava mraz tako što izvlači hladan vazduh iz zemlje i izduva ga kroz dimnjak. Prvobitno je razvijen da spreči oštećenje citrusa od mraza u Urugvaju. Na Novom Zelandu helikopteri se koriste na sličan način, posebno u vinogradarskim regionima kao što je Marlboro. Povlačeći topliji vazduh iz inverzivnih slojeva i sprečavajući nakupljanje hladnijeg vazduha na tlu, niskoleteći helikopteri sprečavaju oštećenje plodnih pupoljaka. Pošto se operacije izvode noću, a u prošlosti su uključivale i do 130 letilica po noći u jednom regionu, bezbednosna pravila su stroga.[19] Iako nije namenska metoda, vetroturbine imaju sličan (mali) efekat vertikalnog mešanja slojeva vazduha različite temperature.[20][21][22]
  • Za useve visoke vrednosti, farmeri mogu umotati drveće i pokriti useve.
  • Zagrevanje za usporavanje pada temperature nije praktično osim za useve visoke vrednosti koji se uzgajaju na malim površinama.
  • Proizvodnja dima za smanjenje hlađenja zračenjem
  • Prskanje useva slojem vode oslobađa latentnu toplotu, sprečavajući štetno smrzavanje tkiva biljaka koje oblaže.

Takve mere treba primenjivati diskreciono, jer mogu doneti više štete nego koristi; na primer, prskanje useva vodom može prouzrokovati štetu ako se biljke preopterete ledom. Efikasan, jeftin metod za male farme useva i rasadnike biljaka, koristi latentnu toplotu smrzavanja. Impulsni tajmer za navodnjavanje[23] isporučuje vodu kroz postojeće gornje prskalice u malim količinama za borbu protiv mraza do −5 °C (23 °F).[23][24] Ako se voda zamrzne, odaje svoju latentnu toplotu, sprečavajući da temperatura lišća padne mnogo ispod nule.[24]

Zanimljivost[uredi | uredi izvor]

U 17. i 18. veku verovalo se da je mraz koji se stvara na prozorskom staklu zapravo vrsta biljke slična paprati.[10] U nekim delovima sveta hladne noći su personifikovane i nazivane „Strašnim Mrazom“ koji ledenim prstima šara po prozorima.[11]

Izvori[uredi | uredi izvor]

  1. ^ „Frost – Definition of frost by Merriam-Webster”. merriam-webster.com. Arhivirano iz originala 2015-05-11. g. 
  2. ^ „What causes frost?”. Arhivirano iz originala 2007-12-10. g. Pristupljeno 2007-12-05. 
  3. ^ Grupa autora, 1976. Popularna enciklopedija. BIGZ: Beograd.
  4. ^ Stojanović, V. Publikacija: Voda - izvor života, moć, izazov. Mart 2005. NIP „Dečja kuća“ d. o. o. Gornji Milanovac. ISBN 978-86-85371-02-8.
  5. ^ John E. Oliver (1. 1. 2005). The Encyclopedia of World Climatology. Springer Science & Business Media. str. 382—. ISBN 978-1-4020-3264-6. Arhivirano iz originala 8. 5. 2016. g. 
  6. ^ „Hoarfrost – Definition of hoarfrost by Merriam-Webster”. merriam-webster.com. Arhivirano iz originala 2015-02-19. g. 
  7. ^ Louisiana State University Baton Rouge Robert V. Rohli; Rohli, Robert V.; Vega, Anthony J. (13. 12. 2013). Climatology. Jones & Bartlett Publishers. str. 381—. ISBN 978-1-284-05427-9. Arhivirano iz originala 19. 5. 2016. g. 
  8. ^ „Weather Facts: Frost hollow – Weather UK – weatheronline.co.uk”. weatheronline.co.uk. Arhivirano iz originala 2013-02-12. g. 
  9. ^ David McClung; Schaerer, Peter A. (2006). The Avalanche Handbook. The Mountaineers Books. str. 72—. ISBN 978-0-89886-809-8. Arhivirano iz originala 2016-05-06. g. 
  10. ^ a b v g Voral M, i saradnici. 2008. Školska enciklopedija Oxford. Knjiga-Komerc: Beograd.
  11. ^ a b v Kogrou, B. 2006. Enciklopedija: „Vremenske prilike“. Knjiga-Komerc: Beograd.
  12. ^ „Frost Tolerance of Vegetables”. Botanical Interests. Arhivirano iz originala 2013-11-13. g. Pristupljeno 12. 11. 2013. 
  13. ^ „Fall vegetables vs. Summer vegetables”. Arhivirano iz originala 2013-11-13. g. 
  14. ^ Klosinska, Urszula; et al. (27. 2. 2014), „Low temperature seed germination of cucumber: genetic basis of the tolerance trait”, Journal of Horticultural Research, de Gruyter, 21 (2): 125—130, doi:10.2478/johr-2013-0031 Slobodan pristup, Arhivirano iz originala 11. 6. 2014. g., Pristupljeno 2014-02-28 
  15. ^ Maki LR, Galyan EL, Chang-Chien MM, Caldwell DR (1974). „Ice Nucleation Induced by Pseudomonas syringae”. Applied Microbiology. 28 (3): 456—459. PMC 186742 Slobodan pristup. PMID 4371331. doi:10.1128/aem.28.3.456-459.1974. 
  16. ^ Lindow, Stephen E.; Arny, Deane C.; Upper, Christen D. (oktobar 1982). „Bacterial Ice Nucleation: A Factor in Frost Injury to Plants”. Plant Physiology. 70 (4): 1084—1089. PMC 1065830 Slobodan pristup. PMID 16662618. doi:10.1104/pp.70.4.1084. 
  17. ^ wind machine references: http://www.fao.org/3/y7223e/y7223e0d.htm ; https://extension.psu.edu/orchard-frost-protection-with-wind-machines ; http://www.omafra.gov.on.ca/english/engineer/facts/10-045.htm ;
  18. ^ Selective Inverted Sink Arhivirano 2006-03-18 na sajtu Wayback Machine Rolex Awards site (won award in Technology and Innovation category) 1998.
  19. ^ Helicopters Fight Frost – Vector, Civil Aviation Authority of New Zealand, September/ October 2008, Page 8-9
  20. ^ Turbines and turbulence Arhivirano 2011-12-01 na sajtu Wayback Machine, Nature (journal), 468, 1001, 23 December 2010, . doi:10.1038/4681001a.  Nedostaje ili je prazan parametar |title= (pomoć), published online 22 December 2010.
  21. ^ Somnath Baidya Roy and Justin J. Traiteur. Impacts of wind farms on surface air temperatures, Proceedings of the National Academy of Sciences, Vol. 107, No. 42, October 19, 2010, p. 17,899.
  22. ^ Wind farms impacting weather Arhivirano 2010-09-06 na sajtu Wayback Machine, Science Daily.
  23. ^ a b „A practical method of frost protection”. Arhivirano iz originala 20. 3. 2012. g. Pristupljeno 31. 10. 2011. 
  24. ^ a b Selders, Arthur W. „Frost protection with sprinkler irrigation” (PDF). West Virginia university. Arhivirano iz originala (PDF) 14. 11. 2011. g. Pristupljeno 31. 10. 2011. 

Literatura[uredi | uredi izvor]

Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]

Mraz na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Мраз&oldid=26122104”