Schnee
Schnee ist ein Niederschlag, der aus feinen Eiskristallen besteht.
Kristallbildung
Schnee entsteht, wenn sich in den Wolken feinste Wassertröpfchen an Kristallisationskeimen (z.B. Staubteilchen) anlagern und dort gefrieren. Die dabei entstehenden Eiskristalle, weniger als 1/10 mm groß, fallen nach unten und wachsen durch die Luftfeuchtigkeit weiter an und es bilden sich die bekannten sechseckigen Formen aus. Wegen der besonderen Struktur der Wasser-Moleküle sind dabei nur Winkel von 60° bzw. 120° möglich.
Die unterschiedlichen Grundformen der Schneekristalle hängen von der Temperatur ab - bei tieferen Temperaturen bilden sich Plättchen oder Prismen aus, bei höheren Temperaturen sechsarmige Dendriten (Sterne).
Herrscht eine hohe Thermik, so treten die Kristalle mehrfach eine vertikale Reise durch die Atmosphäre an, wobei sie teilweise aufgeschmolzen werden und wieder neu kristallisieren. Dadurch wird die Regelmäßigkeit der Kristalle durchbrochen und es bilden sich komplexe Mischformen der Grundformen aus. Sie weisen eine verblüffend hohe Formenvielfalt auf, so dass landläufig behauptet wird, es gäbe keine zwei identischen Schneekristalle.
Ebenso verblüffend wie die beobachtete Formenvielfalt ist ihre ausgeprägte Symmetrie: Die verschiedenen Verästelungen wachsen in einem Exemplar stets in derselben Weise und offenbar mit ähnlicher Geschwindigkeit, auch wenn ihre Spitzen, an denen sie weiterwachsen, oft mehrere Millimeter auseinanderliegen . Ein möglicher Erklärungsversuch, der ohne Annahme einer Wechselwirkung über diese Entfernung hinweg auskommt, besteht in dem Hinweis, dass die Wachstumsbedingungen an verschiedenen vergleichbaren Keimstellen an den Spitzen zu gleichen Zeitpunkten sicherlich immer recht ähnlich sind. Eine detailierte Darstellung zu diesem Thema findet man in einem am Schluss des Artikels angegeben Weblink.
Die streng hexagonale Struktur von Schneeflocken war in China schon mindestens seit dem 2. Jahrhundert v. Chr. bekannt. Im Abendland bemerkte diese Eigenschaft erstmals der englische Mathemathiker Thomas Harriot im Jahre 1591, der seine Beobachtung jedoch nicht publizierte.
Schneeflocken
Liegt die Lufttemperatur nahe am Gefrierpunkt, so werden die einzelnen Eiskristalle durch kleine Wassertropfen miteinander verklebt und es entstehen an einen Wattebausch erinnernde Schneeflocken. In starken Schauern kann es allerdings auch bei Temperaturen um 5 Grad oder noch etwas darüber schneien. Andererseits kommt es vor, dass auch bei Negativwerten Regen fällt, dann als gefrierender Regen, der eine Form von Blitzeis ist. Diese Komponenten hängen von Struktur / Labilität der oberen und unteren Luftschichten, von geographischen Einflüssen sowie Wetterelementen wie z.B. Kaltlufttropfen ab. Bei tiefen Temperaturen bilden sich nur sehr kleine Flöckchen, der so genannte Schneegriesel.
Schneeflocken enthalten bis zu 95% Luft. Die Luft sorgt für eine geringe Dichte der Schneeflocke, weswegen sie mit Geschwindigkeiten von etwa 0,2 m/sek herunterfällt.
Auch die weiße Farbe des Schnees kommt von der darin eingeschlossenen Luft. Das Licht aller sichtbaren Wellenlängen wird an den Grenzflächen zwischen den Eiskristallen und den eingeschlossenen Luftbläschen reflektiert.
Schneeschmelze
Schnee schmilzt bei Temperaturen über 0 °C, aber auch durch Sonnenbestrahlung. Hier ist auch Sublimation möglich, d.h. ein "Verdampfen" ohne zu schmelzen. Wegen des hohen Luftgehaltes auch des am Boden verfestigten Schnees bleiben beim Schmelzen der Schneebedeckung die flächenhaften Überschwemmungen aus. Das Wasser, das durch Flüsse abtransportiert wird, kann aber in den Flusstälern zu den bekannten Frühjahrsüberschwemmungen führen.
Schneearten
Es gibt verschiedene Kriterien, anhand deren man den Schnee einteilen kann.
Alter
- Neuschnee ist frisch gefallener Schnee, der nicht älter als drei Tage ist. Die Eiskristalle sind noch fein verzweigt mit spitzen Zacken.
- Altschnee liegt bereits mindestens drei Tage. Durch Temperatur und Druck sind die Kristalle weniger stark verästelt und abgerundeter.
- Harsch ist Altschnee, der durch Schmelzen und Gefrieren an der Oberfläche eine feste, gefrorene Schicht ausgebildet hat, während der Schnee darunter pulverartig bleibt. Je nach Dicke der harten Schicht, kann schon durch leichte Zusatzbelastungen die Harschdecke durchbrochen werden. Siehe auch: Harscheisen
- Firn ist mindestens ein Jahr alt. Seine Dichte ist höher (über 0,6 g/cm³). Die feinen Eiskristalle sind durch wiederkehrendes Auftauen und Gefrieren zu größeren Eisbrocken verschmolzen. Aus dem Firnschnee können im Laufe der Zeit Gletscher entstehen. Siehe auch: Firnfeld
Feuchtigkeit
- Pulverschnee ist trockener Schnee, der auch unter Druck nicht zusammenklebt.
- Feuchtschnee klebt unter Druck zusammen (Schneeball), es lässt sich jedoch kein Wasser herauspressen.
- Nassschnee klebt ebenfalls zusammen und man kann Wasser herauspressen.
- Faulschnee ist ein Gemisch aus Wasser und größeren Schneebrocken, die nicht mehr gut zusammenhalten (Schneematsch)
Farbe
- Blutschnee ist meist durch eine Massenentwicklung von Blutalgen oder Urinsekten, aber auch durch das Niedergehen rötlicher Staubmassen rötlich verfärbter Schnee.
Auswirkungen auf das Klima
In Gebieten mit einer gut ausgebildeten Schneedecke wird durch die hellere Bodenfarbe mehr Wärmestrahlung zurück in die Atmosphäre reflektiert und der Boden nimmt dementsprechend weniger auf. Nicht zuletzt muss zum Schmelzvorgang des Schnees die so genannte Schmelzwärme aufgebracht werden, die dann als Wärmeenergie verloren geht. Durch die eingeschlossene Luft bildet Schnee auch einen guten Wärmeisolator, der Pflanzen unter der Schneedecke vor scharfem Frostwind schützt.
Schneemessungen
Messungen der Schneemenge werden mit Hilfe üblicher Regenmesser durchgeführt, bei denen zum Schutz gegen Verwehungen Schneekreuze angebracht sind. Die Höhe der Schneefläche wird mit Schneepegeln bestimmt.
Der Wasseranteil und die Schneedichte haben Bedeutung für die Klimatologie. Auch die Schneegrenze ist eine wichtige klimatologische Kenngröße. Die Schneegrenze trennt schneebedeckte und schneefreie Gebiete voneinander.
Siehe auch
Industrieschnee, Lawine, Schneeball, Schneeblindheit, Schneebruch, Schneegriesel, Schneekanone, Schneekette, Schneemann, Schneepflug, Wachstum