Schnee

Obwohl es keine zwei Schneeflocken gibt, die einander vollkommen gleichen, kann man trotzdem Schneeflocken in Typen einteilen. Grundlage für das Verständnis der Struktur von Schneeflocken ist das regelmäßige Sechseck.

Dieses wird durch die Struktur der Wassermoleküle vorgegeben, aus denen sich der Eiskristall zusammensetzt. Dies zeigt die folgende Abbildung aus "Elemente Chemie 2" (Klett-Verlag):

Wassermoleküle (H₂O) bestehen aus 2 Wasserstoffatomen (H; in der Abbildung kleine, weiße Kugeln) und 1 Sauerstoffatom (O; große, rote Kugeln). Im Eiskristall ordnen sich sehr viele solche Moleküle regelmäßig an. In der obigen Abbildung zeigen die durchgezogenen Linien den Zusammenhalt des O-Atoms und der beiden H-Atome in einem Molekül, die gestrichelten Linien zeigen den Zusammenhalt zwischen den Molekülen. Besonders die rechte Abbildung zeigt deutlich, wie sich dabei regelmäßige Sechsecke ausbilden. Wenn sich eine solche Struktur "ungestört" über viele Moleküle fortsetzt, spricht man von einem "Einkristall".
Ein Beispiel: Wassermoleküle sind unvorstellbar klein, ihre Größe ist kleiner als 1 Millionstel Millimeter. Ein Wasser-Einkristall von 1 Millimeter Größe enthält dementsprechend eine riesige Anzahl von Wassermolekülen.

Die Skizze zeigt die Entstehung von 6eckigen Plättchen aus 6eckigen "Molekülstrukturen

Diese Kristalle haben 6 symmetrisch angeordnete "Hauptzweige", der Winkel zwischen zwei Zweigen beträgt also 60°. An jedem Hauptzweig sind "Nebenzweige" in unregelmäßiger Anordnung vorhanden. Solche Kristalle könne bis zu 5 mm im Durchmesser erreichen.
Jeder Hauptzweig ist ein Wasser-Einkristall, ebenso jeder Nebenzweig.
Sternförmige Kristalle entstehen, wenn die Temperaturen nur knapp unter Null Grad liegen.

Diese Skizze zeigt, wie ein 6zackiger Stern aus einzelnen Sechsecken entsteht.


Säulen, die innen hohl sind		Nadeln


Hier haben sich die einzelnen Äste nicht zu einem "perfekten" Stern entwickelt, die Zweige zeigen in ganz verschiedene Richtungen		Säulenförmige Kristalle, die an den Enden mit Plättchen verschlossen sind.

Während sie zu Boden fallen, sind die Schneeflocken oft heftigem Wind ausgesetzt. Dadurch zerbrechen sie oft, die regelmäßige Form "leidet" dabei. Auch bei relativ warmen Wetter entstehen oft unregelmäßige Formen.

Wenn eine Schneeflocke beim Fall in wärmere Luftschichten kommt, kann sie teilweise schmelzen. Oft wird sie dann von Aufwinden wieder in die Höhe gehoben und gefriert wieder vollständig. Dieses Spiel kann sich mehrfach wiederholen, wobei mehrere Flocken zusammenbacken können. Schließlich erreicht eine große "Graupelflocke" die Erde.

Bei einer Graupelflocke ist die Flockenstruktur noch teilweise erhalten. Wenn die Schneeflocke beim Fall aus der Wolke vollständig zum Wassertropfen schmilzt, entsteht beim erneuten Aufsteigen in kältere Luftschichten ein reines Eiskorn ohne Flockenstruktur. Wenn sich jetzt das Herunterfallen und Aufsteigen mehrfach wiederholt, können im Endeffekt Eiskörner von beachtlicher Größe entstehen.

Im Winter 2005/06 stürzten infolge starker Schneefälle an mehreren Orten Gebäude ein (z.B. Eissporthalle in Bad Reichenhall). Die folgende Tabelle gibt eine Vergleich zwischen verschiedenen Schneearten und Wasser:

	Masse von 1 m³	Dichte	Gewichtskraft von 1 m³
Frisch gefallener Neuschnee	50 kg	0,05 g/cm³	500 N
Neuschnee, der sich gesetzt hat	bis zu 200 kg	bis zu 0,2 g/cm³	bis zu 2000 N
Nassschnee	bis zu 500 kg	bis zu 0,5 g/cm³	bis zu 5000 N
Wasser	1000 kg	1 g/cm³	10000 N

1 Liter Niederschlag (Wasser) pro m2 ergibt eine Höhe von 1 mm. Da die Dichte von frisch gefallenem Neuschnee nur 1/20 der Dichte von Wasser beträgt, ergibt also dieselbe Niederschlagsmenge in Form von Schnee eine Höhe von 20 mm = 2 cm.. Daraus ergibt sich eine einfache Regel: Man muss die Niederschlagsmenge in Liter pro m² mit 2 multiplizieren, um die entsprechende Schneehöhe in cm zu erhalten.
Bzw. umgekehrt: Die Schneehöhe in cm geteilt durch 2 ergibt die Niederschlagsmenge in Liter pro m².

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