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Schnee

Wie in jedem Jahr kommt der erste Wintereinbruch für viele plötzlich und unerwartet, der Straßenverkehr bricht nach einem ersten Schneefall meist großflächig zusammen. Doch was ist eigentlich »Schnee«, den Kinder und Wintersportler mögen, Hausbesitzern jedoch zusätzliche Arbeit bringt und Dächer belastet?

Schnee ist ein Niederschlag aus kleinen Eiskristallen, die meist sternförmig verzweigt sind, wobei kein Kristall dem anderen gleicht, was man ohne starkes Mikroskop jedoch nicht erkennen kann. Schnee kann sich nur bilden, wenn in den Wolken feinste Kristallisationskeime (z.B. Staubteilchen) vorhandenen sind, an denen sich feinste Wassertröpfchen anlagern und dort gefrieren. Die so entstehenden Eiskristalle sind kleiner als 0,1 mm groß, diese wachsen aber beim Absinken nach unten durch die zunehmende Luftfeuchtigkeit zu größeren Kristallen an. Schnee fällt bei Temperaturen um 0ºC; es entstehen, bedingt durch die besondere Struktur der Wassermoleküle, sechseckige Eisplättchen oder Schneesterne; durch Zusammenschluss zahlreicher Einzelkristalle bilden sich Schneeflocken.

Schnee ist ständigen Veränderungen durch klimatische Einflüsse unterworfen. Die Grundformen der sich bildenden Kristalle sind abhängig von der Temperatur. Bei höheren Temperaturen bilden sich sechsarmige Sterne (Dendriten), bei tieferen Temperaturen bilden sich Plättchen oder Prismen. Durch die immer vorhandene Thermik werden die Kristalle in der Atmosphäre auf und ab bewegt, dabei schmelzen sie teilweise auf und kristallisieren anschließend wieder, so dass sich komplexe Mischformen bilden mit der Folge, dass kein Kristall dem anderen gleicht. Bei tieferen Temperaturen bilden sich lediglich sehr kleine Flöckchen, diese werden als Schneegriesel bezeichnet. Der Luftanteil in Schneekristallen beträgt bis zu 95 %, so dass diese wegen der damit verbundenen geringen Dichte sehr leicht sind und lediglich mit Geschwindigkeiten von etwa 20 cm/Sekunde (= 0,2 m/Sek. = 0,72 km/Stunde) zur Erde fallen. Die weiße Farbe des Schnees resultiert daraus, dass das für das menschliche Auge sichtbare Licht an den Grenzflächen zwischen den Einkristallen und den in den Schneeflocken enthaltenen Luftbläschen reflektiert wird.

Besonders bei starken Schauern kann es auch bei Temperaturen um etwa 5°C oder sogar noch etwas darüber zu Schneefall kommen. Üblicherweise bilden sich die Eiskristalle jedoch bei Temperaturen um den Gefrierpunkt, dabei verkleben die sehr kleinen gefrierenden Wassertropen an den bereits genannten Kristallisationskeimen zu wattebauschähnlichen Flocken. Aber auch bei Minustemperaturen kann es noch Regnen, ohne dass das Wasser zu Schneeflocken kristallisiert. Dieses Phänomen ist als „gefrierender Regen“ oder „Blitzeis“ bekannt. Diese Erscheinung ist abhängig von der Struktur bzw. Labilität der unteren und oberen Luftschichten, von gewissen geographischen Einflüssen und von Kaltlufttropfen als Bestandteil der Wetterelemente.

Den Chinesen war die hexagonale Struktur der Schneeflocken bereits mindestens seit dem 2. Jahrhundert v.Chr. bekannt, im Abendland wurde diese Eigenschaft erstmals vom englischen Mathematiker Thomas Harriot im Jahre 1591 beobachtet, wobei er diese Entdeckung jedoch nicht publizierte.

Unterschieden werden verschiedene Schneearten:

• Bei Neuschnee handelt es sich um frisch gefallenen Schnee, der nicht älter als drei Tage ist. Die Eiskristalle sind noch fein verzweigt mit spitzen Zacken.

• Trockenschneearten sind Pulverschnee (nadelartige Kristalle, dieser bildet sich nur bei Frost), windgepresster und Mehlschnee (feiner, dichter, abgelagerter Pulverschnee mit zerriebenen Kristallen), Grießschnee (älterer Pulverschnee mit abgeschmolzenen Kristallspitzen), Raureif/Raufrost (bei hoher Luftfeuchtigkeit in flachen Kristallen wachsender fester Niederschlag), Harsch (durch mehrfaches Tauen und Gefrieren entstandener grobkörniger Schnee).

• Nassschneearten sind Pappschnee (nasser, feinkörniger Schnee), nasser Grießschnee, nasser Raureif und Firn (abgerundete Harschkörner). Beim Nassschnee kann das enthaltene Wasser herausgepresst werden, dieser Schnee klebt wie der Feuchtschnee zusammen, das Volumen verringert sich unter Druck wegen des damit einhergehenden Wasserverlustes weiter.

• Bei Altschnee handelt es sich um Schnee, der mindestens 3 Tage alt ist. Durch den Druck infolge des Eigengewichts sowie schwankende Temperaturen sind die Kristalle weniger stark verästelt und abgerundet.

• Als Harsch bezeichnet man einen Altschnee, der durch den Wechsel von Schmelzen und Gefrieren an der Oberfläche eine feste, gefrorene Schicht ausbildet, während der darunter liegende Schnee noch pulverartig bleibt. Meist kann durch eine leichte Belastung die Harschdecke durchbrochen werden.

• Firn ist mindestens ein Jahr alt. Durch den ständigen Wechsel von Auftauen und Gefrieren werden die feinen Eiskristalle zu größeren und dichten Eisbrocken (über 0,6 g/cm³) verschmolzen. Der Firnschnee ist die Vorstufe einer Gletscherbildung.

• Pulverschnee kennt jedes Kind: es handelt sich um trockenen Schnee, der auch unter Druck nicht zusammenklebt, eine Schneeballschlacht mit Pulverschnee ist damit nicht möglich.

• Im Gegensatz zum Pulverschnee klebt Feuchtschnee bereits unter geringem Druck zusammen und kann somit leicht zu einem Schneeball geformt werden. Es ist jedoch nicht möglich, aus Feuchtschnee das darin enthaltene Wasser herauszupressen.

• Auch den Faulschnee kennt jeder unter der Bezeichnung „Schneematsch“. Faulschnee ist ein Gemisch aus größeren, schlecht verklebenden Schneebrocken und Wasser, Faulschnee verflüssigt sich unter Druck weiter.

Im unteren Teil des anhängenden Bildes finden sich 9 Abbildungen verschiedener Eiskristalle. Dazu folgende Erläuterung:

Aller guten Dinge sind sechs - zumindest bei den Schneeflocken. Denn die Eiskristalle, so verlässlich sie auch sein mögen, bauen auf einer sechseckigen Struktur auf. Schuld daran ist die Form der Wassermoleküle, den Grundbausteinen einer jeden Flocke: Wenn das nasse Element gefriert und Kristalle bildet, müssen sich die einzelnen Bauteile im Sechserpack anordnen - für alles andere ist kein Platz. Seine individuelle Note, die Äste und Spitzen, bekommt das Basis-Sechseck je nach Temperatur und Luftfeuchtigkeit: je feuchter, desto komplexer. In der schneeweißen Welt der Flocken gibt es aber auch schwarze Schafe. Ganz vereinzelt scheren sich Kristalle nicht um die sechseckige Symmetrie und ordnen sich im Dreiecke an (untere Abbildung unten rechts). Doch auch solche Einzelgänger werden, mit zunehmender Größe, wieder von ihrer sechseckigen Bestimmung eingeholt.

Der Unterschied zwischen Schnee und Eis besteht in der Menge der eingeschlossenen Luft. Im Eis ist kaum Luft vorhanden, während Schnee aus vielen Luftbläschen besteht, die vom gefrorenen Wasser zusammengehalten werden. Luft und Wasser lassen Licht durch, sie sind also durchsichtig. An der Oberfläche wird aber immer etwas Licht reflektiert. Da Schnee mit seinen vielen Luftbläschen auch ebenso viele Oberflächen aufweist, wird im Gegensatz zu Eis entsprechend viel Licht reflektiert: Deshalb ist Schnee nicht durchsichtig, sondern weiß.

siehe auch:
- Bad Reichenhall
- Dacheinsturz
- Eisschanze
- Farben
- Gletschereffekt
- Hurrikan
- Licht
- Luftfeuchtigkeit
- Naturkatastrophe
- Schneelast