Schnee

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Schnee ist ein Niederschlag, der aus feinen Eiskristallen besteht.

Bild:Schnee1.jpg
Sternförmiger Eiskristall
Foto: NASA

Bild:Schnee3.jpg
Plättchenform
Foto: NASA

Bild:Schnee2.jpg
Mischform
Foto: NASA

Inhaltsverzeichnis

Kristallbildung

Bild:LT-SEM snow crystal magnification series-3.jpg

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 bewegen sich die Kristalle mehrfach vertikal durch die Atmosphäre, 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. Über 6.000 verschiedene Kristallformen zählte man bisher. Wenn sich Schneekristalle bilden, steigt in der Wolke auch die Temperatur, denn beim Gefrieren geben die Kristalle Wärme ab.

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 weiter wachsen, oft mehrere Millimeter auseinander liegen. 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 detaillierte Darstellung zu diesem Thema findet sich in einem am Schluss des Artikels angegebenen Weblink.

Die streng hexagonale Struktur von Schneeflocken war im Kaiserreich China schon mindestens seit dem 2. Jahrhundert v. Chr. bekannt. Im Abendland bemerkte diese Eigenschaft erstmals der englische Mathematiker Thomas Harriot im Jahre 1591, der seine Beobachtung jedoch nicht publizierte.

Bei weniger als minus 30 Grad schneit es jedoch nicht mehr. Dann ist die Luft zu trocken, um noch Schneekristalle zu bilden.

Schneewolken sind grundsätzlich dunkel. Denn je größer die Wolke, desto größer ist auch die Feuchtigkeit. Somit lässt die Wolke weniger Licht durch und wird dunkler.

Schneeflocken

Bild:SnowflakesWilsonBentley.jpg 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 unter Null Grad 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/s herunterfällt, also verhältnismäßig langsam.

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 und gestreut.

Die größte je gesehene Schneeflocke hatte einen Durchmesser von zwölf Zentimeter. Meist sind es aber nur fünf Millimeter bei einem Gewicht von 0,004 Gramm. Je höher die Temperatur wird, desto größer werden die Flocken. Wird es wärmer, schmelzen die Kristalle und verkleben zu großen Flocken.

Eine Schneeflocke schwebt mit einer Geschwindigkeit von 0,9 km/h auf die Erde (zum Vergleich: Regen fällt mit 36 km/h). Fällt eine Schneeflocke auf Wasser, dann erzeugt sie einen schrillen hohen Ton, der für Menschen unhörbar, aber dafür unangenehm für Fische ist.

Schneeschmelze

Bild:Verschneite Landschaft.jpg Schnee schmilzt bei Temperaturen über 0 °C, aber auch durch Sonnenbestrahlung. Hier ist auch Sublimation möglich, d. h. ein "Verdampfen" ohne zu schmelzen. Je trockener die Luft ist, umso weniger schmilzt der Schnee, da durch die Sublimationskälte der übrige Schnee gekühlt wird. 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, weil der Schnee aus einer sehr großen Fläche taut und sich in den relativ schmalen Flussbetten als Wasser sammelt.


Schneearten

Es gibt verschiedene Kriterien, anhand deren man den Schnee einteilen kann.

Alter

Bild:Schneekristalle.jpg

  • 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. Seine Dichte liegt unter 60 Kilogramm pro Kubikmeter.
  • Feuchtschnee klebt unter Druck zusammen (Schneeball), es lässt sich jedoch kein Wasser herauspressen, auch Pappschnee genannt, weil er zusammenpappt.
  • Nassschnee oder Sulz (auch: Sulzschnee) ist sehr schwer und nass, er klebt ebenfalls zusammen und man kann Wasser herauspressen.
  • Faulschnee ist ein Gemisch aus Wasser und größeren Schneebrocken, die nicht mehr gut zusammenhalten (Schneematsch).
  • An der Temperaturgrenze (Übergang in der Höhe oder bei Wetterumschwüngen) fällt Schneeregen, d.h. ein Gemisch aus Schnee und Regen.

Farbe

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

Weblinks

Bild:Wiktionary-logo-en.png Wiktionary: Schnee – Wortherkunft, Synonyme und Übersetzungen
Bild:Commons-logo.svg WikiCommons: Schnee – Bilder, Videos oder Audiodateien
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