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Marginalia, Physik im Alltag und Naturphänomene

Metamorphosen im Schnee

Der Acker mit Wintergetreide ist leicht verschneit, die schneeschmelze_dsc08308aTemperatur liegt wenig unter Null Grad, aber die Sonne scheint. Wer schaut sich in dieser Situation schon an, was sich auf dem Acker abspielt? Wenn man es trotzdem täte und diese Wetterlage einige Tage anhielte, könnte man ein interessantes Phänomen beobachten.
Zunächst nehmen aus dem Schnee herausragende Getreideblätter Strahlungsenergie auf und  schmelzen kleine Löcher in den Schnee. Wenn ein Loch so groß ist, dass die Sonne den dunklen Boden erreicht, wird der Schmelzvorgang erheblich verstärkt. Da der dunkle Boden so gut wie die gesamte Sonnenenergie aufnimmt, wird er merklich erwärmt und lässt warme Luft aufsteigen. Dem widersteht der Rand des Schneelochs nicht sehr lange und er zieht sich immer weiter zurück. Folglich wird eine wachsende Bodenfläche erwärmt. Nachts steigen noch eine Weile weiterhin relativ warme Luft und Wasserdampf auf. Jetzt reicht es allerdings nicht mehr zum Schmelzen. Vielmehr docken Wassermoleküle an den Randkristallen des Lochs an und bilden Raureifnadeln, so als ginge es darum, das entstandene Loch schnell wieder zu schließen (siehe Foto). Tagsüber fallen diese als erstes dem im Lichte der Sonne neuerlich einsetzenden Schmelzvorgang zum Opfer und das Loch wächst gegebenenfalls weiter. Zusätzliche Verluste an Schneesubstanz kommen dadurch zustande, dass die Eiskristalle teilweise direkt in Wasserdampf übergehen.
Wenn eine ähnliche Wetterlage längere Zeit bestehen bleibt, vergrößern sich die Löcher immer mehr und die Schneefläche verschwindet allmählich trotz der Minusgrade. Interessant ist daran, dass die Sonne dem Schnee direkt nicht sehr viel anhaben kann, weil das meiste Sonnenlicht reflektiert wird. Erst wenn die Sonnenenergie im dunklen Boden in Wärmeenergie verwandelt worden ist, kann sie über diesen Umweg dem Eis und Schnee gefährlich werden.

 

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