Отдельный кристалл льда может быть почти прозрачным, но сугроб из множества таких кристаллов выглядит белым. Разница связана с тем, как солнечный свет проходит через лёд и отражается от многочисленных границ между льдом и воздухом.
Почему свет меняет направление
Солнечный свет содержит видимые волны разных цветов. Когда он попадает в снежный покров, лучи многократно отражаются и преломляются на поверхностях ледяных зёрен. Большая часть света возвращается наружу, причём без сильного предпочтения отдельного цвета.
Глаз воспринимает сочетание отражённых цветов как белый. Национальный центр данных по снегу и льду США (NSIDC) объясняет, что чистый снег отражает значительную часть видимого солнечного излучения.
Почему лёд иногда голубой
Плотный лёд и глубокий снег способны выглядеть голубоватыми. При прохождении света через большую толщу льда красная часть спектра поглощается несколько сильнее синей. Поэтому после длинного пути внутри льда остаётся относительно больше синего света.
Такой оттенок можно увидеть в трещинах ледников и глубоких отверстиях в снежном покрове. На поверхности свежего рыхлого снега путь света обычно короче, поэтому он кажется белым.
Как пыль меняет цвет снега
Сажа, пыль и другие примеси уменьшают отражательную способность снежного покрова. Более тёмный снег поглощает больше солнечной энергии, что может ускорять его нагрев и таяние.
Способность поверхности отражать солнечный свет называется альбедо. Она важна для энергетического баланса Земли: белый снежный покров отражает значительно больше света, чем открытая тёмная почва или асфальт.
Таким образом, белизна снега определяется не цветом отдельных снежинок, а многократным рассеянием света в сложной структуре снежного покрова.