Schnee

Schnee Düsseldorfer Hofgarten 2009.jpg
Unterklasse von Niederschlag Bearbeiten
Disziplin, deren Gegenstand es ist nivologie Bearbeiten
Farbe Weiß Bearbeiten
Material Eiskristall , Luft Bearbeiten
Unicode-Zeichen ⁎ Bearbeiten

Der Schnee ( ) wird zunächst eine Form von Fällungs atmosphärischen besteht aus Teilchen von Eis verzweigten enthaltende Luft der meist kristallisierte und agglomerierte in Flocken , Struktur und Aussehen sehr variabel. Dieses Eis kann aber auch in Form von Körnern vorliegen: Schnee in Körnern und aufgerollter Schnee . Bei ausreichender Kälte und Feuchtigkeit in der Atmosphäre wird Schnee auf natürliche Weise durch Kondensation von Feststoffen aus dem Wasserdampf bis zur Sättigung um die Eiskeime gebildet . Schnee fällt je nach Struktur und Wind mehr oder weniger schnell in Richtung Boden. Seine Bildung in der Atmosphäre in einem verzweigten Netzwerk fester Partikel unterscheidet Schnee von anderen relativ nahe gelegenen Niederschlägen wie Hagel oder Graupel .

Schnee ist auch die Niederschlagsablagerung auf dem Boden oder auf einem Hindernis vor dem Boden (ein Dach, ein Baum usw.): es ist die Schneedecke . Es besteht daher immer aus einer Mischung aus Eis und Luft, mit manchmal (bei einer Temperatur nahe 0  °C ) flüssigem Wasser . Die Ablagerung dieses Materials entsteht entweder in Bewegung (in Schneetreiben , durch den Wind transportiert oder in Lawinen ), oder vor Ort, natürlich (in einer Platte , einem Schneefeld , einem Gesims, einer Schneewehe ) oder künstlich (durch Stampfen oder Verreiben bei der mechanischen Evakuierungen (zB: Schneepflug , Schneegebläse ) oder manuell (zB: Schneeschaufel , Schneeball ) oder bei der Vorbereitung einer Skipiste oder durch den Verkehr abstürzt).

Der Schnee verschwindet entweder:

Schneekanonen (besser bekannt als Schneekanonen ) produzieren künstlichen Schnee, eigentlich winzige Eiskörner ähnlich dem Graupel. Diese Technik wird auf Indoor-Skipisten , aber auch in Wintersportgebieten eingesetzt , um die Schneedecke auf den Pisten zu verbessern und zu erweitern .

Der Schnee studiert die Wissenschaft des Schnees.

Etymologie

Das weibliche Substantiv Schnee ist das Deverbal von Schnee . Es wird bezeugt im XIV - ten  Jahrhundert  : nach dem Schatz der Französisch Sprache computerisiert , sein ältester Fall bekannt (<naige>) in der Laudatio geschrieben von Watriquet Couvin zum Tod 1329de Gaucher de Châtillon , an Christi Himmelfahrt . Seine aktuelle Schreibweise ( Plural ‹neiges›) ist bezeugt in1461mit Le Testament de François Villon .

Physische Aspekte

Schnee ist ein natürliches Verbundmaterial, das aus einem Aggregat von Wasserpartikeln in fester Form ( Kristalle oder Körner) und manchmal teilweise flüssig und Luft besteht . Schnee ist heterogen, mehrphasigen , deformierbaren , in der Farbe weiß, thermisch isolierende , wärmeempfindliche, schlüpfrige, kurzlebige. Es ist ein sich ständig weiterentwickelndes Material.

Der Schnee sieht weiß aus, ist aber durch die diffuse Reflexion tatsächlich leicht bläulich . Die Schneekristalle sind zwar transparent, aber das Licht wird auf fast identische Weise (das Blau wird etwas weniger absorbiert) an ihren Grenzflächen, also an den Korngrenzen reflektiert , deren Orientierung zufällig verteilt ist. Dieser bläuliche Farbton ist besonders bei großen Eisdicken, zum Beispiel auf Gletschern, sichtbar. Im Laufe der Zeit werden die Eiskristalle runder und verlieren ihre Reflexionskraft, sodass Winterschnee nur noch 50% des Lichts reflektiert, während Frühlingsschnee einen dunkleren Teint hat als der vor einigen Monaten gefallene.

Der METAR- Code für Schneebeobachtungen ist SN .

Historisch

Johannes Kepler war einer der ersten Wissenschaftler, der sich für die Flockenbildung interessierte. 1611 schrieb er eine Abhandlung, L'Étrenne ou la neige sexangulaire . Um 1930 formte der Japaner Ukichiro Nakaya unter experimentellen Bedingungen eigene Flocken, die Temperatur und Wassersättigung festlegten . Er erkennt dann, dass die Form der Kristalle von diesen beiden Parametern abhängt. 1935 entwickelte Tor Bergeron die Theorie des Flockenwachstums aus der Kannibalisierung von unterkühlten Wassertropfen, genannt Bergeron-Effekt .

Vielfalt

In einer sehr kalten Wolke kondensiert Wasserdampf direkt zu Eiskristallen an Schwebstoffen ( Staub , Rauch usw.). Treffen sie bei ihrem Fall nur auf Luftschichten mit einer Temperatur unter 0  °C , verklumpen die Kristalle und verbinden sich zu immer größeren Flocken. Der Aufbau dieser Kristalle hängt wesentlich von den Temperaturen ab. Das einzige gemeinsame Merkmal aller Kristalle ist ihre hexagonale Struktur , die einer Minimierung der chemischen potentiellen Energie des Kristalls entspricht.

Die Form der Schneekristalle variiert je nach atmosphärischen Bedingungen der Luft in der Wolke während ihrer Entstehung zunächst mit der Temperatur, aber auch mit dem Feuchtigkeitsgrad  :

Bei Temperaturen unter -16  ° C schrumpfen die Schneeflocken und haben die Größe eines Sandkorns .

Die Dichte des frisch gefallenen Schnee ist sehr variabel. Diese Variation hängt von der Art der Kristalle ab, die von der Temperatur in der Schicht, in der der Schnee gebildet wird, begünstigt wird, und vom Wind, der ihr Wachstum begrenzt. Da sich die Temperatur der Atmosphäre mit der Höhe ändert, haben wir im Allgemeinen eine Vielzahl von Flockenarten. Schließlich bricht die Reibung in Bodennähe durch die Verdrängung durch den Wind bestimmte Kristalle und verändert so das Verhältnis zwischen der Masse der Flocken und der in der Schneeverwehung enthaltenen Luft .

Statistiken geben einen Durchschnitt von 110  kg / m3 an , mit einer Standardabweichung von 40  kg, was die Streuung dieses Kriteriums bestätigt. Das Verhältnis zwischen der aus der Schneemasse stammenden Wasserhöhe eines Schneemessers und der am Boden gemessenen Höhe dieses Schnees wird daher oft mit 1  mm für 1  cm angegeben (Verhältnis 1 ⁄ 10 ). Allerdings zeigen kanadische und amerikanische Studien , dass dieses Verhältnis zwischen variiert 1 / 3 (sehr hohe Temperatur) und 1 / 30 (sehr kaltes Wetter).

Jüngste Studien haben gezeigt, dass bestimmte Bakterien (sogenannte Eiskeimbildung ) eine wichtige Rolle bei der Bildung von Eiskristallen oder Schnee spielen. Diese Bakterien sind normalerweise Epiphyten (z . B. Pseudomonas sp. ), können aber manchmal pathogen sein. Sie werden in zahlreichen Schneeproben in Frankreich , Nordamerika und der Antarktis identifiziert .

Die verschiedenen Generationen eines Wasserkristalls im Schnee

Die Bildung und Entwicklung von Kristallen integriert:

Die Schwäche der Bindungen zwischen Wassermolekülen macht diese Kristalle sehr empfindlich gegenüber jeglicher Veränderung ihrer Umgebung. Wir können den Schneekristall als instabil betrachten und dass er sich in der Kristallisationsphase befinden muss, um seine Form zu behalten , damit Rekombinationen auftreten, sobald er aufhört. Diese hohe Empfindlichkeit macht es schwierig, die Kristalle ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen mikroskopisch zu beobachten .

Bedingungen für das Trainingsniveau

Schnee beginnt in der Höhe in einer Wolke, wo die Temperatur unter dem Gefrierpunkt ( 0  °C ) um einen Eiskern liegt . Die Parameter der aufsteigenden Luftbewegungen bedingen insbesondere die Dauer der Kristallisation und die Möglichkeiten des Eindringens in verschiedene Schichten durch ihre Hygrometrie , Temperatur , Druck , ... Auf dieser Ebene können Kristalle schmelzen , sublimieren , verbinden, aber auch mit unterkühlten Wasser  ; die Kristalle werden mit Knötchen bedeckt, die zunächst unsichtbar sind, ihnen aber in bestimmten Fällen den Anschein von " Mimosenblüten  " verleihen können  .

Auch wenn die Luft nicht aufsteigt, erfordert der Widerstand, dem sie manchmal entgegensteht, die Agglomeration mehrerer Kristalle, bevor der Niederschlag ausgelöst wird.

Niederschlagsbedingungen

Turbulenz und Hygrometrie werden insbesondere das Verschwinden (Schmelzen oder Sublimieren) von Kristallen und Flocken oder im Gegenteil deren fortschreitende Agglomeration bestimmen. Teilweise verflüssigte Flocken können auch beim Auftreffen auf eine kühlere Atmosphäre eine plötzliche Kristallisation erfahren; wenn das Phänomen massiv ist, sprechen wir von Graupel .

Die Variation meteorologischer Parameter mit der Höhe ist insbesondere durch die Bestimmung der berühmten Regen-/Schneegrenze gekennzeichnet .

Gemahlene Kristallisationsbedingungen

In gemäßigten Breiten ("heißer" Boden) ermöglicht die starke Isolationskraft des Schnees, die immer noch mit der Albedo verbunden ist, einen schnellen Temperaturgradienten zwischen dem heißen, isolierten Boden und der kalten reflektierenden Oberfläche zu erzeugen; es kann 20  ° C erreichen . Es wird jedoch beobachtet , dass die Kristalle in einer Schicht von Schnee, in einem Temperaturgefälle , einen Rekristallisationsprozeß in einem Anstieg in der durchschnittlichen Größe der Kristalle ein. Aus dieser Sicht wird davon ausgegangen, dass eine Dicke von fünfzehn Zentimetern ausreichend ist, um ein Gefälle aufzubauen.

Da sich die Kristallisationsbedingungen stark von denen der oberen Atmosphäre unterscheiden, erzeugt die Kristallisation am Boden neue, aber weniger aufwendige Formen.

Verschneiter Tag

Ein Schneetag ist ein 24-Stunden-Zeitraum, der einen klimatologischen Tag darstellt, an dem Schneefall beobachtet wird. Die Anzahl der Tage und die Schneemenge pro Jahr sind Teil des Klimatyps.

Entwicklung der Schneedecke

Die Ansammlung von Schnee in Bodennähe, durch Schneefall oder vom Wind getragen, erzeugt die Schneedecke. Dieser besteht aus Schichten von sehr unterschiedlicher Schneedicke und -qualität, abhängig von den Wetterbedingungen jedes Winters, der Höhe und der Sonneneinstrahlung. In jeder Schicht entwickeln sich die Kristalle, verwandeln sich mehr oder weniger schnell: Dies sind die Metamorphosen des Schnees.

Die Schneedecke schrumpft und verschwindet mit dem Feder schmelzen .

Ökologische Aspekte

Energieausgleich

Solarenergie trägt zu einer ungleichmäßigen Bodenerwärmung bei. Ein wichtiger Faktor ist die Albedo, die den reflektierten Anteil der Strahlung misst. Die durchschnittliche Albedo der Erde beträgt 0,28. Da der Neuschnee besonders reinweiß ist, erhöht er die Albedo auf 0,85. Dies impliziert eine wichtige Reflexion der Lichtstrahlen der Sonne , also einen geringeren Energieeintrag. Da Altschnee eine Albedo von 0,60 behält, wissen wir, dass schneebedeckte Böden dazu neigen, an der Oberfläche kalt zu bleiben und daher ihr Fell zu behalten.

Umgekehrt , Nadelwald nutzen ihre niedrigen Albedo (0,12) und das reflektierte Licht ihre Zweige zu befreien.

Schneewasser

Der Schnee verwandelt sich sehr langsam in flüssiges Wasser. Schneewasser dringt daher viel besser in den Boden ein und kommt dem Grundwasserspiegel stärker zugute als Regenwasser .

Dieser Nutzen wird manchmal durch eine rasche Entspannung mit Regenfällen zunichte gemacht, was oft zu teils katastrophalen Überschwemmungen führt .

Schutzfunktion

Schnee ist ein ausgezeichneter Wärmeisolator, da er viel Luft enthält. Durch seine Anwesenheit werden die Temperaturunterschiede reduziert und der Boden gefriert weniger tief. Mäuse und Wühlmäuse leben im dunklen und stillen subnivalen Raum , bewegen sich endlos durch ein Netz von Tunneln und knabbern an den Stängeln der Pflanzen.

Ebenso wird schneebedeckte Vegetation vor starkem Frost geschützt. Bestimmte Höhenpflanzen setzen ihre Aktivität während des Winters fort. Galanthus nivalis (ein Schneeglöckchen ) ist in der Lage, eine bestimmte Schneedicke zu durchqueren, um zu blühen. Wenn die Dicke zu groß ist, erfolgt die Verlängerung der Stiele horizontal und in alle Richtungen und erst beim Loslassen richten sich die Stiele auf.

Die Inuit nutzten diese Eigenschaft für ihr Schneehaus, das Iglu . Das Haus hat eine halbkugelförmige Struktur und besteht aus Blöcken aus gehärtetem Schnee. Der Gipfel ist für einen durchscheinenden Eisblock reserviert und das Ganze ist mit Eiswasser verfestigt. Selbst - 40  ° C beträgt die Temperatur im Erdreich - 5  ° C . Das Iglu ist jedoch nur eine vorübergehende Jagdunterkunft und nicht das eigentliche Zuhause der Inuit.

Ebenso ist Schnee die Heimat von Kleintieren wie Schneewürmern . Diese nutzen die Luftreserven, um kleine unterirdische Tunnel zu graben und Schutz vor Frost zu suchen.

Geografische Aspekte

Auf der Erde sind Gebiete schneebedeckt, mit Schnee bedeckt, im Wesentlichen entsprechend ihrer Breite , ihrer Höhe , ihrer Sonneneinstrahlung , der Jahreszeit .

Schneegebiete

In äquatorialen und tropischen Regionen schneit es relativ wenig. Es ist üblich , die zu betrachten 35 th parallel abgrenzen den Bereich , in dem nur die Berge Schnee erhalten. Der Cayambe , der höchste Ecuadorianer von 5790  m , ist regelmäßig schneebedeckt, obwohl er genau dem Breitengrad 0 entspricht.

Je näher wir den Polen kommen, desto mehr steigt die Schneehöhe im Allgemeinen an, in den Polarregionen nimmt sie jedoch ab, weil die Luftfeuchtigkeit zu niedrig wird und im Eis eingeschlossen ist. Außerdem sind die Küstengebiete relativ unberührt von Schnee, da die Temperaturen dort zwar durch die des Meeres gemildert werden, aber die im Meeresstrom enthaltene Feuchtigkeit auf das Festland transportiert werden kann und dort schwere Stürze verursacht. Daher werden in gemäßigten und bergigen Regionen, aber in der Strömung des Meeres Rekordrückgänge verzeichnet:

  • höchster Gefälle in 24 Stunden: 2,56 Meter in Capracotta , Italien, the5. März 2015 ;
  • größte in einem Kalendermonat: in Januar 1911, Tamarack (Kalifornien) erhielt 9,91 Meter Schnee, was im März zu einer 11,46 Meter dicken Schneedecke führte (die größte in Nordamerika gemessene Dicke);
  • Schnee maximal 1 st Juli30. Juni : 28,96  m , Mount Baker , Washington (USA) im Winter 1998-1999;
  • maximale Schneedecke über einen Zeitraum von einem Jahr (unabhängig vom Start): 31,5 Meter Mount Rainier , Washington (USA), ab19. Februar 1971 beim 18. Februar 1972.
  • dickste Schneedecke aufgezeichnet: 11,82 Meter auf dem Mount Ibuki , Japan,14. Februar 1927.

Ewiger Schnee

Wenn es in der heißen Jahreszeit nicht gelingt, die Schneedecke vollständig zu schmelzen, spricht man konventionell von ewigem Schnee oder genauer von Dauerschnee . Dieser Schnee setzt sich je nach geographischer Lage auf der Erde in sehr unterschiedlichen Höhen ab, von null bis über 5.000  m , insbesondere abhängig vom Breitengrad , der Sonneneinstrahlung des Standorts und der winterlichen Akkumulation. Diese Situation besteht auf den meisten hohen Gipfeln und in der Nähe der Pole. Verpackt und teilweise schmelzend, verwandelt sich dieser Schnee in Schneefelder und dann in Gletscher . Das kontinentale Eis der Pole wird Inlandsis genannt , die daraus abbrechenden Eisberge bestehen also aus Süßwasser, im Gegensatz zum Packeis, das sich auf Meerwasser bildet. Meerwasser entsalzt durch Gefrieren („Austreibung“ von Salz in tiefere Gewässer) .

Der Fall der Schneedecke des Kilimanjaro , Afrikas höchstem Punkt , wird oft als Hinweis auf die globale Erwärmung gezeigt . Während des XX - ten  Jahrhunderts , verlor sie 82% der Fläche. Zwischen 1962 und 2000 verlor sie durchschnittlich 17 Meter an Mächtigkeit . Es wird immer dürftiger und soll laut NASA- Experten und Paläoklimatologe Lonnie Thompson , Professor an der Ohio State University, bis 2020 vollständig verschwinden oder laut einem wissenschaftlichen Team bis 2040. Österreich von der Universität Innsbruck oder sogar 2050 für die California Academy of Wissenschaften .

Wirtschaftliche Aspekte

Leistungen

Die Ankunft des Schnees ist eine Quelle der Begeisterung für die Kleinsten, für die das Schneemannbauen oder das Kampf gegen Schneebälle sofort Spaß macht.

Der Schnee bietet große Rutschflächen. Es ermöglicht so viele mehr oder weniger sportlichen Freizeitaktivitäten  : Skifahren ( Abfahrt , Quer -Land , extreme), Rodeln , Snowboarden , Schneeschuhwandern . In den Skigebieten werden die Pisten präpariert und Transportmittel zur Verfügung gestellt, um die Skifahrer zu bringen ( Skilifte  : Skilifte , Sessellifte , Seilbahnen ). Die Begeisterung für diese Hobbys motivierte die Erfindung der Schneekanone, um die Zeit des Skifahrens zu verlängern.

Die Gleiteigenschaften werden auch in arktischen Regionen zur Fortbewegung und zum Transport per Schlitten oder Schneemobil genutzt .

Es ermöglicht beim Schmelzen, das Grundwasser gut und effektiver wieder aufzuladen als Regen, da dieser oft dazu neigt, abzufließen oder von Pflanzen aufgenommen zu werden.

Nachteile

Schnee stört den Fahrzeugverkehr , insbesondere wenn er in ungewöhnlichen Gebieten fällt. In Frankreich werden Straßen in vier Prioritätsstufen eingeteilt, wobei Straßen der Stufe 1 bei Bedarf 24 Stunden am Tag abgefertigt werden. Eine vorbeugende Behandlung ist durch Ausbringen von Sole möglich . Die Heilbehandlung basiert auf dem Schaben und anschließendem Salzen. Die Salzmenge ist aufgrund der erzeugten Verschmutzung begrenzt . Diese Sole neigt auch dazu, die Korrosion von Fahrzeugen zu fördern . Wir verwenden einen Schneepflug , um die Straßen zu räumen.

Im Winter sind viele Pässe mehr oder weniger dauerhaft für den Verkehr gesperrt oder auf Fahrzeuge mit Schneeketten beschränkt . Die höchsten Pässe haben eine geplante jährliche Schließung.

An manchen Orten ist jeder verpflichtet, den Gehweg vor seinem Haus zu räumen , entweder weil dort Schneefälle selten sind und es daher in der Stadt an Ausrüstung mangelt, wie in Vancouver , oder um die Menschen zu stärken ein Fußgänger rutscht aus und stürzt .

Bei ungewöhnlicher Nivellierung kann das Gewicht des Schnees zur Überlastung bestimmter Konstruktionen führen. Die Kabel und Strommasten können durch die Ansammlung von klebrigem Schnee beschädigt werden und Stromausfälle verursachen. Dabei kann das Gewicht 20 kg/m elektrischer Leiter überschreiten  , während die übliche Masse zwischen 100 g bis 5  kg/m elektrischer Leiter pendelt  .

In Quebec und in mehreren Regionen Kanadas wird der Winter 2007-2008 als einer der Schneerekorde in die Geschichte eingehen. Das spektakulärste Beispiel ist Quebec City, das 558  cm Schnee erhalten hat, während die durchschnittliche Schneemenge im Winter 316 cm beträgt  . Die weiter nördlich gelegene Stadt Sept-Îles erhielt jedoch im Winter 1968-1969 einen Rekord von 762  cm .

  • Schneepflug in Quebec City .

  • Der reichliche Schnee in Quebec im Winter 2007-2008 verursachte Probleme bei der Schneeräumung und verursachte erhebliche Ansammlungen vor den Häusern.

  • Schnee auf einem von Natriumdampflampen beleuchteten Parkplatz in Lysekil , Schweden.

Schnee und Umwelt

Schnee spielt aufgrund seiner Albedo und seiner Stellung im Wasserkreislauf eine wichtige klimatische Rolle . Wenn die Schicht dick und haltbar ist, schränkt sie die Nahrungskapazität einer Reihe von Arten ein. Außerdem erleichtern ihre sichtbaren Spuren die Jagd. In Frankreich ist die Jagd auf sesshaftes Kleinwild bei Schneewetter theoretisch verboten. In der Praxis ist es manchmal schwierig, kleine Zugvögel von sesshaften Vögeln zu unterscheiden.

Im Winter taucht eine Eintagsfliege aus dem Wasser auf und ist auf Schnee zu sehen. Es ist vielleicht eine gewinnbringende Strategie, die von der Evolution und der natürlichen Selektion beibehalten wurde und es dem Insekt ermöglicht, zu einer Zeit aufzutauchen und dann Eier zu legen, wenn seine üblichen Feinde (insbesondere Vögel und insektenfressende Fledermäuse) abwesend sind oder schlafen.

Das Streusalz hat Auswirkungen auf die Umwelt, die noch wenig erforscht sind, aber a priori bedeutsam werden.

Schwarzer Schnee

Schwarzer Schnee ist die Schwärzung von Eiskappen , Schneeschichten, Gletschern und Packeis durch Rußpartikel . Rußpartikel werden bei unvollständiger Verbrennung von fossilen Brennstoffen und Biomasse emittiert .

Im Februar 2019, war die Region Kouzbass mit schwarzem Schnee bedeckt. Die Bewohner der Städte Kisseliovsk , Leninsk-Kuznetsky und Prokopievsk , deren Lebenserwartung 3-4 Jahre niedriger als der russische nationale Durchschnitt, die Schuld des Kohlestaubs für dieses Phänomen.

Mikroplastik

Im Jahr 2019 ergab eine Untersuchung von Proben, die in der Framstraße in Grönland , in den Schweizer Alpen und in Bremen von 2015 bis 2017 entnommen wurden , das Vorhandensein von Mikroplastik in den Schnee-/Eisproben. Die Konzentrationen waren in der Arktis deutlich niedriger, aber immer noch signifikant. Es scheint , dass diese Partikel durch Wind und / oder Niederschlag auf der Luft transportiert wurden .

Unicode

In Unicode gibt es in der Tabelle "Casseau" mehrere Symbole, die sich auf Schnee beziehen  :

  • U + 2744: ❄ , Schneeflocke
  • U + 2745: ❅ , durchbohrte Dreiblättchen- Schneeflocke
  • U + 2746: ❆ , große Fischgrät-Schneeflocke

Republikanischer Kalender

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Siehe auch

Literaturverzeichnis

Zum Thema passende Artikel

AktivitätenUmgebung

Externe Links