Schnee – So entsteht eine Lawine

1.) Zusammensetzung (+ Einleitung)
2.) Zirkulation
3.) Dichte
4.) Schneearten
5.) Metamorphose

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Die unterschiedliche Zusammensetzung und die Menge des Schnees gibt Auskunft über die aktuelle Lawinengefahr. Die Lawinenforschung befasst sich schon seit mehr als 60 Jahren mit der unterschiedlichen Zusammensetzung und den unterschiedlichen Schneearten. Es ist der Hauptteil der Forschungsarbeit, der aus der Analyse und der Auswertung der Schneeproben besteht.
Schnee besteht aus H2O. Je nach Konsistenz kann der Schnee mehr (Neuschnee 90%) oder weniger (Altschnee 70%) Luft enthalten.
Der Anteil der Luft bestimmt auch die Masse. Je mehr Neuschnee desto leichter ist der Schnee. Je mehr Altschnee desto schwerer ist der Schnee. (Dichte à 3)
Die gesamte Masse resultiert aus unterschiedlich zusammengesetzten Schneeflocken. Diese sind ein Resultat winziger Schneekristalle, die sich miteinander verketten. Der symmetrische, kantige Aufbau einer Schneeflocke(ein Gewirr von Schneekristallen), inspirierte schon vor Jahrhunderten namhafte Mathematiker wie Johannes Kepler, René Descartes und Robert Hooke. Diese durchläuft auf ihrem Weg zum Boden unterschiedliche Temperaturstadien. Die Temperatur beeinflusst auch die Zusammensetzung.
Die Schneeablagerungen haben unterschiedliche Schichten (Schneearten à 4). Die Zusammensetzung ändert sich sobald die Schneeflocke den Boden erreicht hat. Durch das „Gewicht“ wird der Schnee zusammengepresst (Kräfte- und Spannungsverhalten à 6). Er wird dann härter und seine Oberfläche glatter. Dies betrifft die unteren Schichten die sich durch zunehmende Kompression und Kälte zu einer harten Platte entwickeln können. Diese an der Erde und den Steinen haftende Schicht ist eine Startbasis für Lawinen. Der Neuschnee kann an einer solchen Schicht nicht mehr haften und bildet eine eigene Schicht, die durch Erwärmung dichter wird. Es entsteht so eine schwere rutschige Schicht, die auf einer glatten harten Platte lagert. Wenige Impulse genügen nun um die tonnenschweren Schneemassen abrutschen zu lassen.

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Die Zirkulation des Schnee ist der Kreislauf des Wassers. Es geht hierbei besonders um den Wechsel des Aggregatszustandes des Wassers unter und über null Grad.
Eis (ein Feststoff) wird durch langsame Erwärmung zum Schmelzen gebracht und es entsteht Wasser (eine Flüssigkeit). Durch weitere Erhitzung entsteht Wasserdampf (gasförmig). Dieser Kreislauf ist den meisten Leuten bekannt und auch bildlich vorstellbar. Unbekannter ist allerdings die Sublimation und die Deposition. Durch starke Kühlung (z.B.: durch Wind mit weit unter 0°C) wird Wasserdampf direkt in Eis verwandelt (Deposition). Es bildet sich Reif, der durch sich überlagernde Wassertropfen des Windes entsteht. Die Ablagerung „wächst“ also dem Wind entgegen. Bei der Sublimation wird durch intensive heiße Lichteinstrahlung und den passenden Wetterbedingungen Eis in Wasserdampf umgewandelt. (Gegenteil zu Deposition)
Bild:

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Die Dichte ist ein wichtiges Merkmal des Schnees. Zur Einteilung des Schnees in unterschiedliche Arten (Schneearten à 4) bedient man sich der unterschiedlichen Dichte der Schneeschichten. Die Dichte ist ein klares durch Formel errechenbares Unterschiedungsmerkmal, das einen fixen Punkt in der Schneeanalyse darstellt. Die allgemeine Formel ist: s=m/V   („Dichte des Schees ist gleich Masse der Schneeprobe durch das Volumen der Schneeprobe)
Die Dichte ist immer kleiner als 1 (kleiner als Wasser), da der Schnee aus viel Luft besteht. Je mehr Masse und weniger Volumen desto mehr Dichte(„Kompression“).

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Die Dichte bestimmt auch die Schneeart. Die Inuits haben für Schnee rund 200 verschiedene Begriffe. Sie können also Schnee viel genauer beschreiben und bezeichnen als wir. Deshalb haben Experten im deutschen Sprachraum einige verschiedene klar definierte Begriffe für Schnee. Die Bezeichnungen richten sich nach der Dichte (in kg/m³) und den Porenanteil (in %).

Schneeart Dichte  Porenanteil n %
Neuschnee    
im Mittel 100 89
Wildschnee (sehr selten) 10 - 30 99 - 97
Pulverschnee (locker, trocken) 30 - 60 97 - 93
schwach windgepackt 60 - 100 93 - 89
stark windgepackt 100 - 300 89 - 67
feucht (Pappschnee) 100 - 200 89 - 78
Filziger Schnee 150 - 300 84 - 67
Rundkörniger Altschnee    
im Mittel 350 62
trocken, gesetzt 200 - 450 78 - 51
Kantig-körniger Schnee 250 - 400 73 - 56
Schwimmschnee 150 - 350 84 - 62
Naßschnee 300 - 600 67 - 35
nasser Firnschnee 600 - 800 35 - 13
Gletscher-Eis 800 - 900 13 - 2
Eis, porenfrei 917 0
Wasser 1000 0
Lawinenschnee, abgelagert 500 - 800 45 - 13

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Der Schnee ist zu keiner Zeit gleichbleibend. Er verändert sich laufend. In seiner "Flugphase" und in der "Bodenphase" ändern sich die Temperatur, die Dichte und die Form der Kristalle. Wenn der Schnee am Boden liegt, dann befindet er sich in einem Kreislauf. Nicht nur der Kreislauf der Zirkulation (Zirkulation à 2), sondern auch die sogenannte Metamorphose zeigen ihre Wirkung. In der Schneedecke bewegen sich die Wassermoleküle ständig von wärmeren zu kälteren Bereichen. Die Temperaturverlagerung ändert sich mit der Tageszeit und der Sonneneinstrahlung. Die Schneekristalle ändern sich. Diesen Umwandlungsprozess nennt man Metamorphose. Es gibt die aufbauende und die abbauende Metamorphose. Die Metamorphose ist ein komplizierter, komplexer Vorgang.
Eine vereinfachte, kurze Beschreibung:
Bei der aufbauenden Metamorphose zum Beispiel wandelt sich der rundkörnige Altschnee (Schneearten à 4) zu Schwimmschnee um. Die Geschwindigkeit der aufbauenden Metamorphose hängt vom Temperaturgefälle ab. Bei tiefen Außentemperaturen und einer dünnen Schneedecke bilden sich schnell becherartige Hohlformen (sogenannte Becherkristalle). Mit steigender Luftzirkulation bildet sich schneller als sonst eine unstabile Unterlage (Schwimmschnee).
Bei der abbauenden Metamorphose wandelt sich Neuschnee zu körnigem Altschnee um. So beginnen sich die Schneeflocken zu verändern, wenn sie den Boden erreicht haben. Es bildet sich vorübergehend Filzschnee. Die Schneedecke wird in Folge stabiler und fester. Bis zur vollständigen Setzung des Neuschnees dauert es 1 - 3 Tage.