Faszination Schnee & Eis – Naturphänomen oder doch nur gefrorenes Wasser?

Andrea Rammel

Ein winzig kleiner Wassertropfen, eine Wolke, ein Staubkörnchen und -12° C - das sind die idealen Voraussetzungen für die Entstehung einer Schneeflocke.

Eine Wolke entsteht durch warmen Wasserdampf, der von der Erde nach oben steigt. Am Weg nach oben, kühlt der Wasserdampf immer mehr ab und es entstehen winzig kleine Wassertröpfchen, die in der Luft schweben. Wenn im Winter die Temperaturen in der Wolke sinken und so ein kleiner Wassertropfen an ein Staubkörnchen andockt, gefriert der Tropfen und es entsteht ein Eiskristall.   

Dieser Eiskristall ist so klein, dass Sie ihn mit dem bloßen Auge nicht sehen können. Dennoch hat bereits 1.000.000.000.000.000.000 (1 Trillion) Wassermoleküle. Wenn dieser kleine Eiskristall auf weitere Eiskristalle trifft, verbinden sie sich. So wächst langsam eine Schneeflocke heran, die aus mehreren Millionen Eiskristallen entsteht. Erst wenn die Schneeflocke zu schwer wird, fällt sie auf die Erde. 

Als glitzernder Schnee landet sie dort allerdings nur, wenn die Temperaturen auf ihrem langen Weg nicht unter 0° C fallen.   

Einzigartige Kunstwerke der Natur

Die Grundform eines Schneekristalles ist meistens ein sechseckiges Prisma. Ob daraus dann Plättchen oder kleine Glitzersterne werden, hängt von der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit ab. Für die Sterne braucht es mindestens - 12° C. 

Durch das Zusammenwachsen aus verschiedenen Eiskristallen sieht keine Schneeflocke aus wie die andere. Die ersten Fotografien von Schneekristallen lösten Begeisterungsstürme aus. Und spornten den Physiker Ukichiro Nakaya zur Erforschung der Eiskristalle an. Dabei entdeckte er die ersten Haupt- und Nebentypen. Mittlerweile werden die Schneekristalle in verschiedene Typen und Untertypen eingeteilt. Dabei handelt es sich allerdings um eine "grobe Einteilung". Die Einzigartigkeit jedes Eiskristalls ist weiterhin unbestritten. 

Warum ist Schnee weiß?

Also genau genommen ist Schnee so farblos wie Wasser. Das Weiß entsteht durch Spiegelung des Lichts, das auf die vielen kleinen Flächen der Eiskristalle fällt. Unser Auge nimmt die Überlagerung der Farben, die durch die Sonnenstrahlen entstehen, als Weiß wahr. 

Wenn Schnee länger liegt, wachsen die Eiskristalle mehr zusammen, dadurch wird das Licht anders gebrochen. Doch auch Staub und andere Ablagerungen im Schnee lassen diesen dunkler erscheinen, als eine frische Schneedecke. 

Wie wichtig ist Schnee für die Natur?

Bei frischem Schnee ist sehr viel Luft zwischen den einzelnen Eiskristallen. Frischer Pulverschnee zum Beispiel besteht nur zu 10 % aus Eis. Durch die viele Luft ist Schnee ein eher schlechter Wärmeleiter. Eine Schneedecke verhindert daher, dass die Wärme aus der tiefen Erde nach oben entweicht. Durch diese isolierende Wirkung können vor allem junge Pflanzen den eisigen Winter gut überstehen. Auch für den Anbau von Wintergetreide ist eine Schneedecke sehr wichtig. 

Doch Schnee hält die Pflanzen und den Boden nicht nur warm. Er versorgt Pflanzen und Tiere mit Wasser. Das ist vor allem im Frühling wichtig. Wenn die Pflanzen wieder zu Wachsen beginnen, brauchen sie mehr Wasser. Außerdem werden unsere Grundwasserspeicher durch Schneewasser wieder aufgefüllt.

Was wird aus dem Schnee?

Der Schnee taut - so sagen wir im Normalfall, wenn er wieder verschwindet. Doch Schnee hat noch andere Möglichkeiten sich aufzulösen:

• Zuerst geht dem Schnee die Luft aus. Nachdem die Schneeflocken schwerer als Luft sind, verdrängen sie diese mit der Zeit. Der Schnee wird kompakter und die Schneedecke dünner. 
• Wenn die Luft sehr trocken ist und die Sonne scheint, "verdunstet" der Schnee. Das heißt, er geht vom festen zum gasförmigen Zustand über. Man spricht von der Sublimation. Das funktioniert allerdings nur, wenn die Luft noch genug Wasserdampf aufnehmen kann. 
• Wenn der Schnee schmilzt, geht er sowohl in den gasförmigen als auch in den flüssigen Zustand über. Dazu muss die Feuchttemperatur (niedriger als die Lufttemperatur) über 0° C und die Taupunkttemperatur darunter liegen. Die Taupunkttemperatur ist erreicht, wenn die feuchte Luft wasserdampfgesättigt ist. 
• Erst wenn auch die Taupunkttemperatur über 0 Grad liegt, taut der Schnee. Er wird zu Wasser. 
• Nur in den Bergen bleibt der Schnee liegen. Steigen die Temperaturen, taut er leicht an. Die Schneekristalle verbinden sich und verschmelzen miteinander, wenn die Temperaturen wieder fallen. So kann Schnee auch älter als ein Jahr sein und wird dann als Firn bezeichnet. Leider trägt die Klimaerwärmung dazu bei, dass immer mehr Firnflächen abschmelzen.  

Eisblumen - ein anderes Naturphänomen des Winters

Richtig dicke Eisblumen, wie wir sie früher auf den Fensterscheiben bewundern konnten, gibt es kaum noch. Dafür wird die Wärme in unseren Wohnräumen besser gespeichert. Für Eisblumen wie damals braucht es dünne Fensterscheiben in beheizten Innenräumen, die beschlagen. Sinkt die Innentemperatur der Scheibe unter den Gefrierpunkt, friert das "Wasser" an den Scheiben. Die Eisblumen entstehen eigentlich genauso, wie Schnee: Winzig kleine Eiskristalle verbinden sich miteinander und wachsen zu wunderschönen Gebilden, die an Blumen erinnern, zusammen. 

Raureif

Damit sich Raureif bildet, muss es richtig kalt und die Lufttemperatur hoch sein. Meistens in klaren, kalten Nächten kühlt die Luft so ab, dass sie immer weniger Feuchtigkeit halten kann. Die Feuchtigkeit, die sie abgeben muss, verwandelt sich sofort in winzige Eiskristalle. Diese werden vom Wind an Sträucher, Bäume und andere Oberflächen getrieben, die ebenfalls schon sehr kalt sind. Je nachdem, wie lange diese Bedingungen anhalten, umso länger, dichter und größer wachsen die Eiskristalle. Und dann kann es schon einmal passieren, dass unsere Umwelt mit zackigen Eisspitzen überzogen ist. 

Eiskristalle sind ein bezauberndes Naturphänomen. Ob als Schnee, Eisblume oder Raureif - schauen Sie genauer hin und entdecken Sie viele kleine einzigartige Kunstwerke.