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Wie entsteht Schnee?

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Was ist Schnee

Was wäre das Leben ohne Schnee? Die weiße Pracht entsteht, wenn winzigkleine Wassertropfen im Himmel zu Eiskristallen gefrieren. Diese verbinden sich zu Schneeflocken, die dann auf unsere Erde nieder rieseln. Und das ganz ohne Frau Holle! Wie das genau funktioniert, welche Schnee-Arten es gibt und noch so einiges mehr erfährst Du hier! Außerdem wartet ein spannendes Schnee-Experiment darauf, von Dir nachgemacht zu werden.

Was ist Schnee?

Schnee ist nichts anderes als gefrorenes Wasser, das sich an sogenannten Gefrierkeimen anreichert. Die Eiskristalle verbinden sich in einem festen Kristallgitter mit weiteren Kristallen, wodurch einzelne Schneeflocken entstehen. Diese können, fallen sie auf die Erde, eine dichte Schneedecke bilden, wenn es dafür kalt genug ist.

Die Entstehung von Schnee einfach erklärt

Der erste Schritt bei der Entstehung von Schnee ist denkbar einfach und eine der Grundlagen in der Chemie. Zunächst muss nämlich Wasser auf der Erdoberfläche verdunsten und zum Himmel aufsteigen. Dort kondensiert es wieder und bildet Wolken. So funktioniert es auch, wenn eine Regenwolke entsteht. Der Unterschied, der letztlich dafür sorgt, dass das Wasser nicht als flüssiger Tropfen, sondern als kühle Flocke zu Boden segelt, liegt in der Temperatur. Außerdem braucht es einen sogenannten Gefrierkern. Das können zum Beispiel winzigkleine Ruß- oder Staubpartikel sein. An diesen reichert sich das wieder flüssig werdende Wasser an und gefriert, sofern es kalt genug ist.

Die kleinen Eiskristalle verbinden sich zu Flocken, die Wolke wird größer und größer. Und was passiert dann? Du kannst es Dir sicher schon denken. Wird die Wolke zu schwer, entleert sie sich. Es schneit! Ist es bei uns auf der Erdoberfläche kühl genug, bildet sich eine dichte Schneedecke. Geben die Temperaturen das nicht her, schmilzt das prachtvolle Weiß aber leider schneller, als Du Deinen Schlitten aus dem Keller schleppen kannst.

Wie entsteht Schnee?
Abb. 1: Wie entsteht Schnee?

Welche Arten gibt es?

Schnee ist nicht gleich Schnee! Man unterscheidet zwischen verschiedenen Schnee-Arten, die Dir im Winter ein Lächeln auf die Lippen zaubern.

Was wir unter Neuschnee verstehen, wird Dich nicht überraschen. Solcher Schnee, der gerade erst frisch gefallen ist und eine noch geringe Dichte aufweist, fällt in die Kategorie Neuschnee. Dieser ist dadurch richtig fluffig und locker. Er verändert sich mit der Zeit durch Temperaturwechsel, zusätzliches Gewicht, wenn Du zum Beispiel durch ihn hindurch stiefelst und Sonneneinstrahlung. Man spricht daher nur bei Schnee, der vor nicht mehr als 48 Stunden gefallen ist, von Neuschnee.

Auch Pulverschnee verrät bereits mit seinem Namen, wie er beschaffen ist. Denn auch dieser weist eine sehr geringe Dichte auf, wodurch er superlocker ist. Woran liegt das? Pulverschnee kann einen Luftanteil von bis zu 95 Prozent beinhalten. Viel Wasser und damit Eiskristalle, die sich verdichten, enthält er damit nicht. Er ist perfekt geeignet zum Rodeln und Skifahren, da er nur wenig Widerstand leistet.

Das genaue Gegenteil stellt der sogenannte Feuchtschnee dar. Er entsteht, wenn die Temperaturen über den Gefrierpunkt steigen oder die Sonne stark genug scheint, sodass der Schnee anschwillt. Er schmilzt aber nicht gänzlich, wird jedoch sehr pappig und schwer. Perfekt für eine Schneeballschlacht oder den einen oder anderen Schneemann.

Wusstest Du schon, …

dass die Inuit verschiedene Wörter für einzelne Schneearten haben? Anders als wir hängen sie keine Adjektive oder dergleichen vor das Wort „Schnee“, wie zum Beispiel bei „frischer Schnee“. Es gibt stattdessen einzelne Begriffe dafür. So heißt fallender Schnee bei den Inuit „qanik“ und am Boden liegender Schnee „aput“.

Wann schmilzt Schnee?

Auch die Antwort auf diese Frage wirst Du sicher schon am eigenen Leib ergründet haben. Hast Du schon einmal eine Schneeflocke mit der Hand aufgefangen? Wenn ja, ist Dir bestimmt aufgefallen, dass Du sie nur wenige Sekunden betrachten konntest, bevor sie zu einem Wassertropfen geschmolzen ist. Die Eiskristalle bilden sich schließlich bei einer Temperatur unter dem Gefrierpunkt, also 0 Grad Celsius. Kommen sie mit etwas Wärmerem in Berührung, schmelzen sie. Und Deine Haut ist natürlich deutlich wärmer als 0 Grad.

Oft hält sich eine Schneedecke aber auch noch bei wenigen Plusgraden und schmilzt nur an. Dann ist die Feuchttemperatur zwar im positiven Bereich, die Taupunkttemperatur liegt aber darunter. Die Taupunkttemperatur sorgt dafür, dass der Schnee taut, sobald sie über dem Gefrierpunkt liegt. Dann heißt es: Adé, lieber Schnee!

Die Aggregatzustände

Schnee ist also nur eine von mehreren Formen, die Wasser annehmen kann.  Für diesen festen Zustand muss die Temperatur unter Null liegen. Erst dann erstarren die Wassermoleküle zu einer festen Masse. Es müssen also Temperaturen um den Gefrierpunkt herrschen, damit es schneit. Doch welche Aggregatzustände gibt es noch? Wir unterscheiden Wasser in festem, flüssigem und gasförmigem Zustand (vgl. Loewen/Paulcke, 1938).

Tabelle 1: Schnee wird zu Wasser und Gas – die Aggregatzustände

AggregatzustandMerkmaleHier findest Du es
fest (Eis)Bei unter 0 °C sind Wassermoleküle starr in einem Kristallgitter miteinander verbunden. Beim Gefrieren vergrößert Wasser sein Volumen übrigens um 9 % (Fellin, 2013).In der Natur findet man bei kalten Temperaturen gefrorene Pfützen, Seen, Eiszapfen und Schnee. Zuhause brauchst Du nur einen Blick in die Tiefkühltruhe zu werfen.
flüssig (Wasser)Zwischen 0 und 100 °C sind die Wassermoleküle nur noch leicht miteinander verbunden. Sie haben also Platz, sich zu bewegen.Meere, Bäche, Flüsse und Seen bestehen aus flüssigem Wasser. In unserem Zuhause nutzen wir es Tag für Tag zum Händewaschen, Duschen, Kochen und Blumengießen.
gasförmig (Wasserdampf)Ab 100 °C gehen die Wassermoleküle keine Verbindung mehr miteinander ein, sie schweben frei im Raum.Ein Blick nach oben genügt und Du siehst Wasserdampf in Form von Wolken.
Während die Nudeln kochen, kannst Du aber auch beobachten, wie Wasser zu Wasserdampf wird, wodurch die Fenster und Fliesen beschlagen.

Wann wird der weiße Niederschlag gefährlich?

Immer dann, wenn Wettererscheinungen extrem werden, bedeutet das nichts Gutes für Mensch, Tier und Umwelt. Wer schon einmal in den Bergen war, um Ski oder Snowboard zu fahren, hat – hoffentlich aus sicherer Entfernung – vielleicht schon einmal eine Lawine beobachtet.

Bei einer Lawine wird der Schneekristall immer rundlicher, der Neuschnee wird zu Altschnee und letztlich zu Eis. Trifft nun frischer Schnee auf die ältere Schicht, so kann keine stabile Verbindung mehr hergestellt werden. Die Kristalle können sich nicht ineinander verhaken und liegen lose aufeinander. Nun reicht eine kleine Störung wie eine Windböe oder die Belastung durch Mensch und Tier aus, und die obere Neuschneeschicht rutscht herab. Dabei reißt sie alles mit sich, was ihr in den Weg kommt.

Werden Wanderer oder Skifahrer von dieser Schneemasse begraben, ist das extrem gefährlich, denn unter der dichten Schneedecke fehlt es vor allem an Sauerstoff. Viele Lawinen-Opfer ersticken daher. Aber auch die Glücklichen, die in einer Lufthöhle innerhalb einer Lawine gelandet sind, schweben in großer Gefahr. Nach und nach fährt ihre Körpertemperatur herunter, was ebenfalls lebensgefährlich enden kann. Um die Gefahr der Lawinen einzudämmen, indem sie früh genug vorhergesagt werden, arbeitet die Uni Heidelberg mit Hochdruck an entsprechenden Methoden.

Gefährlicher Schnee: Die Lawine
Abb. 2: Gefährlicher Schnee – Die Lawine

Schnee-Experiment zum Nachmachen

Nun bist Du ein/e wahre/r Schneekönig:in! Es wird Zeit, die weiße Pracht in einem coolen Versuch auf die Probe zu stellen, findest Du nicht auch? Und das ganz ohne Lawine, aber mit viel Spaß!

Versuch: Schnee und Eis

Schnee entsteht, wenn Wasser zum Himmel aufsteigt, kondensiert und durch Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes zu Eiskristallen wird. Diese ketten sich gitterartig aneinander und werden zu den wunderschönen Flocken, die uns Rodelspaß und Schneeballschlacht ermöglichen. Versuch beim nächsten Schneefall, eine kleine Flocke einzufangen und ihre einzigartige Struktur zu bestaunen! Aber denk dran – sei schnell! Denn Du weißt ja: Die winzige Schönheit schmilzt schneller, als man gucken kann.

Literatur

Loewen, H./Paulcke, W. (1938): Praktische Schnee- und Lawinenkunde, Berlin.

Fellin, Wolfgang (2013): Einführung in Eis-, Schnee- und Lawinenmechanik, Berlin und Heidelberg.

FAQs zum Thema Schnee

Wie entstehen Schneeflocken?

Der erste Schritt zur Schneeflocke ist verdunstendes Wasser, das im Himmel kondensiert und dort Dank der Minusgrade und einem Gefrierkern (Ruß oder Staub) zu einem Eiskristall gefriert. Dieser verbindet sich mit anderen Eiskristallen zu einer Schneeflocke. Wird die Schneewolke zu schwer, fallen die Flocken auf uns nieder und wir können nach Herzenslust zum Beispiel auf Skiern oder Snowboard die Piste runter heizen. Die Uni Trier gibt übrigens Tipps, wie das sicher funktioniert.

Unter welchen Umständen schneit es?

Damit es schneit, muss es zunächst einmal kalt genug sein. Schließlich muss das Wasser gefrieren können. Es darf aber auch nicht zu kalt sein, weil sich dann kaum noch Wasserteilchen in der Luft befinden. Und ohne Wasser – kein Schnee.

Wie kalt muss es sein, damit Schnee liegen bleibt?

Der Boden darf dafür nicht wärmer als 0 °C sein. Schnee kann aber auch bei wenigen Plusgraden noch ein Weilchen liegen bleiben. Nämlich dann, wenn die Taupunkttemperatur weiterhin im Minusbereich liegt. Erst wenn diese über den Gefrierpunkt steigt, wird der Schnee zu matschigen Pfützen.

Wie sieht Schnee aus?

Weiß natürlich! Oder doch nicht? Das ist eine spannende Frage. Wenn Schnee auf die Erde fällt, erscheint er uns weiß, nicht wahr? Dabei handelt es sich doch um gefrorenes Wasser und das ist bekanntlich farblos. Die weiße Farbe vom Schnee wurde nicht nachträglich von Frau Holle in die Wolken gerührt. Schnee erscheint weiß, weil das Licht durch die Kristalle gebrochen wird. Dabei werden alle Farben des Regenbogens produziert, die in der Summe Weiß ergeben.

Was ist der Unterschied zwischen Schnee und Eis?

Schnee ist letztlich nur eine andere Bezeichnung für Eis. Denn wie Du weißt, bestehen Schneeflocken aus winzigkleinen Eiskristallen, die sich miteinander verketten. Es gibt also rein chemisch keinen Unterschied zwischen Schnee und Eis.

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