Dass es kalt sein muss, damit Schnee fällt, steht außer Frage. Aber wie kalt eigentlich? Die Betrachtung der Lufttemperatur reicht dabei allein nicht aus, da auch die Luftfeuchte eine maßgebliche Rolle spielt. So kann z.B. die künstliche Beschneiung durch Schneekanonen nur bei bestimmten atmosphärischen Bedingungen vorgenommen werden.
Der Wetterbericht kündigt Schnee an, doch das Thermometer verharrt noch bei +5 Grad. Es ist aber trotzdem möglich, dass der aufkommende Niederschlag als Schnee fällt. Das liegt an der sogenannten Verdunstungskälte. Ist die Luft nämlich trocken genug, sublimiert (verdampft) ein Teil der Schneeflocken auf dem Weg zur Erde. Dieser Prozess entzieht der Umgebungsluft Wärme und die Schneeflocken „überleben“ in der kälteren Luft ihren Fall zu Boden.
Vom Eiskristall bis zur Riesen-Schneeflocke
In mittleren Breiten bildet sich der Schnee in den Wolken meist bei Temperaturen um oder unter -10 Grad. Dafür muss allerdings ein Gefrierkeim (meist ein Staub- oder Aerosolpartikel) bereit stehen. Ansonsten kann es nämlich unterkühltes Wasser bis knapp -40 Grad in den Wolken geben! Erst darunter setzt spontanes Gefrieren ein. Ist ein Gefrierkeim vorhanden, bilden sich abhängig von der Temperatur verschiedene Eiskristalle. Von -6 bis -10 Grad bilden sich Säulen, bis -12 Grad Plättchen und erst darunter Sterne. Da die Bedingungen innerhalb der Wolke nie genau gleich sind, geht man davon aus, dass jedes Schneekristall einzigartig ist.
Ist ein Eiskristall entstanden, kann es wiederum als Gefrierkeim für die Wassertröpfchen in der Umgebung dienen. Somit wächst das Eiskristall bis es schwer genug ist und zu Boden fällt. Liegen die Temperaturen nahe des Gefrierpunktes, bilden sich aus den Eiskristallen größere Schneeflocken. Die mittlere Größe von Schneeflocken liegt bei 5 Millimetern, die größte je beobachtete Schneeflocke soll jedoch einen Durchmesser von sage und schreibe 38 Zentimetern gehabt haben! Diese Rekordschneeflocke fiel laut Guinness-Buch der Rekorde angeblich im Jahre 1887 in Montana, USA.
Feuchttemperatur als Maß besser geeignet
Für eine Abschätzung, ob der Niederschlag als Schnee oder Regen fallen wird, sollte die Feuchttemperatur verwendet werden. Diese gibt an, welche Temperatur durch Verdungstungsvorgänge erreicht werden kann. Liegt die Feuchttemperatur unter 0 Grad, fällt sicher Schnee, zwischen 0 und 2 Grad kann Schnee und Regen auftreten, bei mehr als 2 Grad fällt Regen. Bei einer Lufttemperatur von +5 Grad und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 90% liegt die Feuchttemperatur zum Beispiel bei etwa 4,3 Grad; es regnet. Bei gleicher Lufttemperatur aber nur 40% relativer Feuchte liegt die Feuchttemperatur bei 0,7 Grad und es kann schneien.
Schneekanonen benötigen Feuchttemperatur von mindestens -2,5 Grad
Die künstliche Beschneiung benötigt besondere atmosphärische Verhältnisse. Bei leichten Plusgraden aber einer Feuchttemperatur von mindestens -2,5 Grad kann bereits Kunstschnee erzeugt werden. Stellt sich natürlich die Frage nach der Wirtschaftlichkeit, da bei trockener Luft ein Teil des Schnees sublimiert. Laut dem Institut für Schnee- und Lawinenforschung gehen nämlich zwischen 15 und 40% des Wassers bei künstlicher Beschneiung durch Sublimation und Verwehung verloren. Als optimal wird eine Lufttemperatur zwischen -3 und -5 Grad und eine geringe relative Luftfeuchte angegeben.
Tauen, schmelzen, sublimieren?
Ähnlich wie beim Fallen des Schnees spielt auch beim Verschwinden die Luftfeuchte eine entscheidende Rolle. Hier ist ein weiteres Feuchtemaß entscheidend, nämlich der Taupunkt. Dieser gibt diejenige Temperatur an, bei die Luft zu 100% feuchtegesättigt wäre. Anschaulich erklärt: Wird im Laufe der Nacht der Taupunkt erreicht, bildet sich Nebel in der Luft. Liegt der Taupunkt im Plusbereich, taut der Schnee am schnellsten weg. Das Wasser geht vom gefrorenen ausschließlich in den flüssigen Zustand über.
Beim Schmelzen des Schnees wird ein Teil des Schnees direkt zu Wasserdampf. Das geschieht, wenn die Feuchttemperatur zwar positiv, der Taupunkt aber noch negativ ist. Sind beide negativ, sublimiert der Schnee ausschließlich. Hierbei ist der Verlust der Schneedecke gering und der Schnee bleibt zudem pulvrig. Wie schnell der Schnee verschwindet, hängt allerdings auch noch vom Wind ab. Je stärker der Wind, desto effektiver wird die kalte Luftschicht über der Schneedecke weggeblasen.
Bodentemperatur mitentscheidend
Besonders bei einer dünnen Schneedecke spielt natürlich auch die Bodentemperatur eine Rolle. Besonders im Herbst, wenn der Boden noch viel Wärme abgibt taut die Schneedecke schnell wieder weg. Bei dicken Schneedecken isoliert der Schnee durch die vielen Lufteinschlüße allerdings gut von der Bodenheizung. Das ist auch ein Grund, warum es über einer frisch gefallenen Schneedecke extrem kalt werden kann. Die Abstrahlung ist enorm und es findet quasi kein Bodenwärmestrom statt.
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