Schnee ist ein Naturereignis. Das physikalische Phänomen schafft es, Naturliebhaber und Sportbegeisterte zu faszinieren. Doch wie kommt es zu dieser weißen Schneepracht, die aus Millionen einzelnen Schneeflocken besteht?
Viele kleine Eiskristalle bilden im Verbund eine Schneeflocke
Eine Schneeflocke fällt nicht als gefrorener Wassertropfen vom Himmel, sondern gleitet ganz sanft zu Boden. Sie besteht aus einem Verbund ganz vieler kleiner Eiskristalle, die allesamt eine sechseckige Form aufweisen.
Obwohl alle Kristalle sechseckig sind, können sie sehr unterschiedliche Formen annehmen. Sie weisen jedoch alle mehr oder weniger stark ausgeprägte Zacken bzw. Nadeln auf, die sich ineinander verhaken können. Wenn sie dies tun, bildet sich mit der Zeit eine Verbindung aus zahlreichen Eiskristallen und eine Schneeflocke entsteht. Diese Flocke wird mit der Zeit schwerer werden, da sich immer mehr Kristalle anlagern. Die Folge ist, dass sie früher oder später Richtung Boden sinken wird. Wenn die Flocke auf dem Weg zum Boden nicht zu warm wird, fängt es letztendlich an zu schneien.
Das Entstehen der kleinen Eiskristalle
Wenn die Flocke auf dem Weg zum Boden nicht zu warm wird, fängt es an zu schneien. (c) iStock.com / Charles Mann
Wie entstehen aber die kleinen Eiskristalle, die schließlich eine Schneeflocke bilden? In der Atmosphäre befinden sich Wasserdampf, welcher auch zum Treibhauseffekt auf der Erde beiträgt, und kleine Regentropfen. Wenn sich in hohen Luftschichten (wo es ausreichend kalt ist) winzige Staubkörnchen befinden, können der Wasserdampf und die Regentröpfchen an diesen Staubkörnchen gefrieren. Ein Kristall entsteht, der mit der Zeit immer größer werden wird.
Dass sich in der hohen Atmosphäre Staubteilchen befinden, ist nicht ungewöhnlich und schon lange vor dem ersten Auto und der ersten Fabrik geschehen. Übrigens entsteht in sehr schweren Wolken, die viel Wasser beinhalten, kein Schnee, sondern Hagel. Optimal für die Bildung von Schnee sind also leichte Wolken, die relativ wenig Wasser enthalten.
Die charakteristische Form des Schneesterns
Schneeflocken sind immer sechseckig. Es bilden sich aber – je nach Luftfeuchtigkeit, Wind– und Temperaturverhältnissen – verschiedenartig geformte Schneekristalle heraus – etwa Sternchen, Plättchen oder auch Prismen. Hierbei gilt: Je niedriger die Temperatur in der Atmosphäre, desto kleiner bzw. kompakter werden die Schneekristalle. Das Wasser gefriert rasch und bildet einen kompakten Kern. Ist die Temperatur etwas höher (circa -15 °C), dann besteht die Möglichkeit, dass sich größere Kristalle bilden, welche die Form eines Sterns besitzen.
Warum sind Eiskristalle stets sechseckig?
Schneeflocken sind immer sechseckig (c) istock.com / FrederickDunn
Die sechseckige Form des Kristalls wird durch die Struktur des Wassermoleküls (H2O) bestimmt. Ein Wassermolekül besteht aus einem Sauerstoff- und zwei Wasserstoffatomen. Das Sauerstoffatom bildet mit den beiden Wasserstoffatomen einen Winkel von 105 Grad aus. Wenn sich Wassermoleküle nun zu einem Eiskristall verbinden, kommt es zu der Ausbildung eines sogenannten Sechsrings bzw. eines hexagonalen (sechseckigen) Kristallsystems. Diese Form bildet sich im Endeffekt auch im sichtbaren Eiskristall ab. Die endgültige Form des Kristalls wird (wie bereits angesprochen) im Endeffekt von den jeweils herrschenden Witterungsverhältnissen bestimmt.
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