а) Почему почва, покрытая снегом, промерзает меньше, чем открытая?
б) Какая почва прогреется солнцем быстрее — влажная или сухая?

Теоретическая часть:

а) Почва, покрытая снегом, промерзает меньше, чем почва, лишённая снежного покрова, из−за свойств снега как теплоизоляционного материала. Для понимания этого процесса нужно рассмотреть физические свойства снега и механизмы теплообмена.

1. Теплопроводность снега:
   Снег состоит из множества воздушных промежутков между кристаллами льда. Воздух обладает крайне низкой теплопроводностью по сравнению с твёрдыми веществами, такими как почва. Это значит, что снег плохо проводит тепло, эффективно изолируя почву от воздействия низких температур воздуха.

2. Теплоёмкость снега:
   Снег имеет относительно высокую теплоёмкость в сравнении с другими веществами. При этом он способен поглощать большое количество тепла, незначительно изменяя свою температуру. Это замедляет охлаждение почвы.

3. Физические процессы в снежном покрове:
   Когда температура воздуха падает, снег оказывает сопротивление потоку тепла от земли к атмосфере. Этот процесс ограничивает потерю тепла с поверхности почвы.

4. Роль снежного покрова:
   Снежный покров действует как своеобразный "теплоизолятор". Он защищает почву от прямого контакта с холодным воздухом и ветром, которые могли бы ускорить её промерзание. В результате температура почвы под снегом остаётся выше, чем на открытой поверхности.

б) Для ответа на вопрос о прогревании почвы солнцем следует рассмотреть тепловые свойства влажной и сухой почвы, а также механизм поглощения солнечной энергии.

1. Теплопроводность и теплоёмкость почвы:

   • Сухая почва: Сухая почва содержит мало влаги и больше воздушных промежутков. Воздух, как уже упоминалось, обладает низкой теплопроводностью, поэтому сухая почва хуже проводит тепло вглубь. Её теплоёмкость также ниже, что позволяет ей быстрее нагреваться, но тепло при этом не распространяется глубоко.
   • Влажная почва: Почва, содержащая воду, обладает большей теплопроводностью и теплоёмкостью. Вода хорошо проводит тепло и требует больше энергии для нагрева, но способна накопить больше тепла.

2. Поглощение солнечного света:
   Влажная почва, из−за присутствия воды, имеет более тёмный цвет, чем сухая почва, что позволяет ей поглощать больше солнечной энергии. Однако из−за высокой теплоёмкости её прогревание происходит медленнее, чем у сухой почвы.

3. Испарение влаги:
   Влажная почва теряет часть тепла из−за процессов испарения воды. Испарение сопровождается поглощением энергии (скрытая теплота испарения), что замедляет её прогревание в сравнении с сухой почвой.

4. Общая закономерность:
   Хотя сухая почва прогревается быстрее, она быстро теряет тепло и не прогревается на большую глубину. Влажная же почва, хотя прогревание происходит медленнее, может сохранять тепло более равномерно.

Таким образом, теоретически сухая почва прогреется солнцем быстрее в краткосрочной перспективе, но не сможет накопить тепло так эффективно, как влажная.