Allgemeine Geologie

Wie bilden sich Schneeflocken?



Das Leben einer Schneeflocke beginnt hoch in der Erdatmosphäre, und wenn die Schneeflocke viel Glück hat, kann sie den Boden erreichen.

Schneeflocken haben einzigartige Formen: Fotos von vielen Schneeflocken zeigen, wie jede eine hexagonale Kristallstruktur, aber eine einzigartige Geometrie hat. Die Formen der Flocken werden von den atmosphärischen Bedingungen bestimmt, unter denen sie durch den Himmel fielen. Die Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen können sich ändern, wenn die Flocke fällt und das Kristallwachstum schwankt. Bild von NOAA. Klicken um zu vergrößern.

Ein kleines Teilchen hoch in der Erdatmosphäre

Eine Schneeflocke beginnt, wenn ein winziger Staub- oder Pollenteilchen mit Wasserdampf in Kontakt kommt, der sich in der Erdatmosphäre befindet. Der Wasserdampf beschichtet die winzigen Partikel und gefriert zu einem winzigen Eiskristall. Dieser winzige Kristall wird der "Samen" sein, aus dem eine Schneeflocke wächst.

Schneeflockenkristallstruktur: Fotografie einer Schneeflocke, die ihre sechseckige (sechsseitige) Kristallstruktur enthüllt. Diese kristalline Struktur macht Eis zu einem "Mineral". Bild von NOAA.

Sechseckige "mineralische" Kristalle

Die Wassermoleküle, die jeden kleinen Eiskristall bilden, ordnen sich auf natürliche Weise zu einer sechseckigen Struktur an. Das Ergebnis ist eine Schneeflocke mit sechs Seiten oder sechs Armen. Eiskristalle sind "Mineralien", da es sich um natürlich vorkommende Feststoffe mit einer bestimmten chemischen Zusammensetzung und einer geordneten inneren Struktur handelt.

Die Schneeflocke wächst wie es fällt

Der neu gebildete Eiskristall (Schneeflocke) ist schwerer als die Umgebungsluft und beginnt zu fallen. Während es durch feuchte Luft auf die Erde fällt, gefriert mehr Wasserdampf auf der Oberfläche des winzigen Kristalls. Dieser Einfrierprozess ist sehr systematisch. Die Wassermoleküle des Dampfes ordnen sich so an, dass sich die hexagonale Kristallstruktur des Eises wiederholt. Die Schneeflocke wird beim Fallen immer größer und vergrößert das sechseckige Muster.

Jede Schneeflocke ist anders!

Obwohl alle Schneeflocken eine sechseckige Form haben, können andere Details ihrer Geometrie variieren. Diese Schwankungen entstehen durch unterschiedliche Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen, durch die die Schneeflocke fällt. Einige Temperatur- / Feuchtigkeitskombinationen erzeugen Flocken mit langen nadelartigen Armen. Andere Bedingungen erzeugen Flocken mit breiten flachen Armen. Andere Bedingungen erzeugen dünne, verzweigte Arme.

Diese verschiedenen Formen haben eine unbegrenzte Anzahl von Variationen, von denen jede die Bedingungen von Temperatur und Feuchtigkeit und Wasserdampf darstellt, denen die Schneeflocke während ihres Fallens ausgesetzt war. Eine Sammlung von Schneeflocken wird oben auf dieser Seite angezeigt. Beachten Sie die Vielzahl der Formen.

Atmosphärische Bedingungen für Schnee: Hoch in der Atmosphäre bilden sich Schneeflocken. Sie erreichen den Boden, wenn die Lufttemperatur ganz nach unten unter dem Gefrierpunkt liegt. Bild von NOAA.

Erreichen sie den Boden als Schnee?

Die Bildung von Schneeflocken hoch in der Erdatmosphäre garantiert keinen Schneefall auf der Erdoberfläche. Dies ist nur möglich, wenn die Lufttemperatur bis zum Boden unter dem Gefrierpunkt liegt (siehe Abbildung).

Atmosphärische Bedingungen für Graupel: Hoch in der Atmosphäre bilden sich Schneeflocken. Wenn sie auf dem Weg nach unten teilweise schmelzen und vor der Landung wieder einfrieren, ist das Ergebnis Graupel. Bild von NOAA.

Schneeregen!

Wenn die Schneeflocken durch eine dünne, warme Luftschicht strömen, können sie teilweise schmelzen. Wenn sie die warme Luft verlassen, werden sie auf dem Weg nach unten in Form eines winzigen Eispellets wieder gefrieren. So bildet sich Graupel.

Atmosphärische Bedingungen für Gefrierregen: Hoch in der Atmosphäre bilden sich Schneeflocken. Wenn sie auf dem Weg nach unten vollständig schmelzen und dann auf einer kalten Erde landen, wird es eiskalt regnen. Bild von NOAA.

Gefrierender Regen

Wenn die Schneeflocken durch eine warme Luftschicht strömen, die dick genug ist, um sie vollständig zum Schmelzen zu bringen, und auf einer kalten Erdoberfläche landen, kann es zu eiskaltem Regen kommen.

Die komplexe Arbeit der Meteorologen

Meteorologen haben einen herausfordernden Job. Wenn sie Schnee prognostizieren, müssen sie bestimmen, wann eine feuchtigkeitsbeladene Luftmasse über ein Gebiet strömt und ob die Temperatur in der schneeflockenbildenden Höhe unter dem Gefrierpunkt liegt. Sie müssen auch bestimmen, ob die Temperaturen in niedrigeren Lagen es der Schneeflocke ermöglichen, auf den Boden zu fallen. Schließlich müssen sie die Bedingungen am Boden kennen, um festzustellen, ob sich der Schnee ansammelt oder schmilzt.

Wenn Sie das interessant finden und herausgefordert werden möchten, sind Sie vielleicht ein großartiger Meteorologe. :-)