Ученые рассказали, что заставляет сверкать снег
Понимание оптических свойств снега может открыть доступ к достижениям, начиная от усовершенствованных методов уборки снега и заканчивая повышенной лавинной безопасностью, сообщает «scitechdaily».
Казалось бы, снег легко описать: он холодный, белый и покрывает пейзаж, как одеяло. Что еще можно сказать по этому поводу?
«Снег отражает все длины волн света и может иметь очень разные цвета в зависимости от условий и угла, под которым свет падает на него. Возраст и плотность снега, и загрязнение воздуха также влияют на то, как он выглядит. Внешний вид снега — это очень сложный вопрос», — говорит доктор Матье Нгуен из Норвежского университета науки и технологий (NTNU) в Йовике.
Он проанализировал более тысячи изображений снега. «Этот тип метода может быть использован в ряде сенсорных технологий, которые включают в себя все, начиная от предоставления нам лучшей основы для принятия решений о том, когда дороги должны быть расчищены, и заканчивая более тщательным мониторингом риска схода лавин в горах».
Среди прочего, Нгуен изучал, как снег поглощает и отражает свет, и то, как солнце заставляет снежные кристаллы сверкать, представляло особый интерес.
Он считает, что красивый внешний вид зимних пейзажей может стать ключом к ответу на ряд вопросов, которые озадачивали исследователей в течение многих лет.
Но сначала, что заставляет снег сверкать в яркие солнечные дни?
«Снег – это скопление кристаллов льда. Когда условия подходящие, они действуют как крошечные зеркала. Если они расположены под правильным углом, они отражают солнечный свет прямо на вас и сияют, как «искры» в ландшафте», — говорит Нгуен.
Было проведено много исследований о том, как различные металлы сверкают таким образом, но блеск в снегу до сих пор плохо изучен.
«Если мы хотим, чтобы у нас в Норвегии были полностью автономные автомобили, этот тип технологии также будет способствовать более безопасному передвижению по зимним дорогам», — говорит Нгуен.
Поэтому Нгуен стремился выяснить, как эти искры различаются по контрастности и плотности на изображениях снега в разных условиях. Он надеется, что это даст нам метод анализа, который позволит нам классифицировать различные типы снега по изображениям.
В настоящее время это невозможно.
Результаты являются многообещающими и показывают, что сверкание и переливы могут быть использовано для классификации размера зерен снега.
Тем не менее, для более точной классификации типа снега требуется гораздо больший объем данных, чем те, над которыми они работали до сих пор. Желательно с изображениями со всего мира.
«Будет важно получить изображения из других мест, где окружающая среда отличается. Понимание того, как различные уровни загрязнения влияют на внешний вид и свойства снега, будет иметь решающее значение», — говорит Нгуен.
Помимо того, что снег трудно интерпретировать по изображениям, его уже давно удивительно сложно воспроизвести в цифровом виде.
«Искусственные представления снега, которые мы имеем сегодня в компьютерных играх и симуляторах, ненамного лучше, чем белые поверхности», — говорит Нгуен.
Его результаты также показали многообещающие результаты в этой области. Он считает, что его работа даст людям, у которых нет доступа к снегу, хороший зимний опыт, в том числе и в будущем, когда снега может быть намного меньше.
По данным Норвежского метеорологического института, более миллиона норвежцев в 2050 году будут жить в местах, где зимние условия будут длиться менее одного месяца. Кроме того, недавнее исследование, опубликованное в журнале Nature, подтвердило, что все Северное полушарие ожидает будущее с меньшим количеством снега в результате изменения климата.
«Если мы хотим научить кого-то, кто, возможно, никогда раньше не видел снега, что это такое, мы должны быть в состоянии воспроизвести его во всей его сложности», — говорит Нгуен.