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Kristalle

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Eismuster auf der Regentonne

In die Röhre zu gucken ist ja eigentlich negativ konnotiert. Schon vor einigen Tagen konnte ich ein Gegenbeispiel bringen. Diesmal haben wir eine Röhre in Form einer Regentonne. Sie ist immer wieder für Überraschungen gut – auch im Winter. Wenn es gefroren hat, schaue ich als erstes in die grüne Tonne. Vor einigen Tagen war sie wieder von einem sehr schönen Eismuster bedeckt – so schön, dass ich nicht wagte Wasser für die Blumen zu entnehmen. Am Vorabend hatte ich die Tonne noch einmal inspiziert und da ahnte ich bereits, dass es am Morgen etwas Schönes zu sehen geben würde. Vom Rand her trieben bereits einzelne lange Eiskristalle über die Wasseroberfläche, so als würden Claims für verschiedene Muster abgesteckt. Ein Ausschnitt der nächtlichen Frostaktivitäten ist im Foto zu sehen.

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.

 

Die Schönheit ist oft verborgen

schneeschmelze_dsc08308aWer schaut sich schon auf einem Acker an, was passiert, wenn es nachts bitterkalt ist und tagsüber die Sonne strahlt. Getreideblätter nehmen Strahlungsenergie auf, schmelzen ein Loch in den Schnee, dieses vergrößert sich, sobald ein Teil des dunklen Bodens von den Sonnenstrahlen erreicht wird. Der Boden erwärmt sich und die aufsteigende erwärmte Luft schmilzt ein größeres Loch in den Schnee. Dadurch erreicht auch die Sonne den Boden, was zu einer Verstärkung des Effekts führt. Der Boden nimmt das herabtropfende Tauwasser auf. Nachts, wenn es wieder friert und vom warmen feuchten Boden noch einige Zeit lang Wasserdampf aufsteigt, docken die Wassermoleküle an den Kristallen an und bilden Raureifnadeln, die das tagsüber entstandene Loch zu überdachen geginnen. Aber dann erhebt sich wieder die Sonne, der Reif schmilzt an, gefriert, wird transparent, lässt Sonnenlicht durch, der dunkle Boden wird wieder warm, das Loch wird größer und frisst sich trotz der Minusgrade in die angrenzende Schneesubstanz. Solange die Verhältnisse so bleiben- Temperaturen unter dem Gefrierpunkt und strahlende Sonne, setzt sich dieses Spiel fort. Bei Hochdrucklagen, kann das einige Tage so gehen.
Doch wer achtet schon auf solche Löcher im Schnee.

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