чивые формы. Согласно этому правилу, пересыщенный водяной пар при отрицательных температурах должен сначала конден- сироваться в капли переохлажденной воды, которая затем уже будет кристаллизоваться. Тем не менее в метеорологии получила широкое распростра- нение гипотеза самопроизвольной сублима- ции, выдвинутая А. Вегенером (1911 г.) и развитая В. Финдай- зеном (1938 --1940 гг.). Так как давление паров, насыщенных по отношению ко льду, при отрицательных температурах ниже дав- ления паров, насыщенных по отношению к воде, то в присутствии ядер сублимации водяной пар, в соответствии с этой теорией, кристаллизуется в лед, не достигая возможности конденсиро- ваться в переохлажденные капли. Предполагалось, что центрами самопроизвольной кристалли- зации водяного пара в атмосфере являются мельчайшие субмикро- скопические частицы кварца, якобы изоморфного льду, источник которых, однако, оставался неизвестным. Так как было стати- стически установлено, что облака из водяных капель в среднем, как правило, переохлаждаются до —12°С, а затем замерзают и превращаются в ледяные облака, то считали, что ядра сублима- ции становятся эффективными при температуре —12°С; послед- няя получила название сублимационной темпера- туры. Сравнительно редко наблюдавшиеся случаи переохлаж- дения водяных облаков до —30 и —40°С, как и широко распро- страненное в атмосфере явление пересыщения паров по отноше- нию ко льду А. Вегенер объяснял отсутствием ядер сублимации. Только в последнее время была установлена несостоятельность гипотезы : Вегенера — Финдайзена, которой, повидимому, все еще придерживаются многие исследователи. Начало пересмотра этой гипотезы было положено Л. Крастановым (Кгазкапох, 1940, 1941), который впервые количественно учел влияние инородных ядер определенных размеров и свойств поверхности на вероят- ность образования зародышей атмосферного льда. Главное обстоятельство, упускавшееся из виду сторонниками типотезы самопроизвольной сублимации, заключается в разли- чии величины энергетических барьеров при образовании кристал- лических зародышей из пара и из жидкости. До сих пор не суще- ствует способа измерения поверхностного натяжения твердых тел, однако, по М. Фольмеру, эту величину можно приближенно оценить следующим образом. Свободная поверхностная энергия на границе кристалла с паром должна быть больше. поверхност- ной энергии на границе его с жидкостью примерно во столько раз, во сколько раз скрытая теплота возгонки больше теплоты плавления. Для льда это различие достигает 8,5 раза (см. стр. 41). Точно так же поверхностная энергия на границе инородного твердого ядра кристаллизации с паром должна быть значительно 62 больше, чем на границе его с водой. Благодаря этому вероят- ность самопроизвольной кристаллизации льда из переохлажден- ных капель больше, чем непосредственно из пара. На основании своих расчетов Л. Крастанов пришел к выводу, что самопроиз- вольная сублимация возможна только при очень низких темпе- ратурах, а, как правило, кристаллы льда в атмосфере зарождают- ся путем замерзания мелких водяных капель. Дальнейший решающий шаг в критике теории самопроиз- вольной сублимации льда сделан Г. Вайкманом (\/е!сКтапп, 1949). По его расчетам, в случае отсутствия инородных ядер ли- ния самопроизвольной сублимации льда на диаграмме давления паров — температуры лежит ниже линии самопроизвольной кон- денсации водяных капель в интервале температур от нуля до —70°С. Следовательно, при охлаждении водяных паров в возду- хе они будут превращаться непосредственно в кристаллики льда только в том случае, если достаточное пересыщение будет до- стигнуто при температуре ниже —70°С, представляющей собой «тройную точку самопроизвольного заро Ж- ден ия» (там же); при более высоких температурах сначала будет происходить конденсация пара в капли воды, а затем, — при охлаждении до —70°С, — их замерзание. Г. Вайкман от- мечает, что найденная им тройная точка самопроизвольного за- рождения хорошо согласуется с вышеприведенными эксперимен- тальными данными В. Рау о температуре самопроизвольного замерзания воды (—72°С). В присутствии изоморфных льду ядер сублимации точка пере- сечения линий сублимации и конденсации смещается от —10°С в сторону более высоких температур. Это смещение тем больше, чем больше радиус частиц, служащих центрами кристаллизации; радиусу в 10-% см соответствует температура около. —15°С, а бесконечно большому радиусу, т. е. плоской поверхности, — тем- пература в 0°С. Следовательно, в условиях, близких к нулю от- рицательных температур, сублимация, по существу, может про- исходить только вынужденно, — на поверхности достаточно круп- ных: кристаллов изоморфных льду веществ; чем мельче кристалл, тем ниже должна! быть температура. Анализируя особенности структуры льда, Г. Вайкман прихо- дит к следующему заключению: эта структура настолько своеоб- разна, что изоморфных льду веществ вообще несуществует. В частности, мнение об изоморфизме льда и кварца или тридимита опровергается отсутствием затравоч- ного действия гладких поверхностей этих веществ на переохлаж- денную воду; замерзание воды в кварцевых сосудах происходит нисколько не легче, чем в любых других сосудах, и притом только благодаря шероховатости стенок. На неизоморфных твердых частицах зарождение кристаллической решетки льда требует 63