Mit Ausnahme des Südwestens und der extremen Südstaaten bedeutet der Winter in den Vereinigten Staaten zumindest etwas Schneefall. Von Kindern und Wintersportlern begrüßt, bedeutet Schnee auch Verkehrsprobleme und das Räumen von Gehwegen. Blizzards können alles zum Erliegen bringen und zu Verlust von Leben und Eigentum führen. Schneebildung hat viel mit Regenbildung gemeinsam und beginnt mit Wassertropfen. Diese gefrieren je nach Temperatur und atmosphärischen Bedingungen zu unterschiedlichen Formen von Schneekristallen.
Grundbedingungen
Winterliche Schneesturmbedingungen treten auf, wenn eine Masse warmer, feuchter Luft von der Erdoberfläche in kältere Schichten der Atmosphäre aufsteigt. Mehrere Szenarien sind möglich: Eine warme, feuchte Luftmasse kann mit einer kalten Luftmasse kollidieren und die warme Luft über die kalte Luft drängen. Warme Luft kann auch kühlen, wenn man einen Berghang hinauffährt. Ein dritter Mechanismus wird "Seeeffekt-Schnee" genannt und tritt auf, wenn kalte, trockene Luft über einen See strömt und wärmeren Wasserdampf nach oben drückt. Die aufsteigende wärmere Luft, die Wasserdampf enthält, bildet eine Wolke.
Wassertropfenbildung
Wolken bilden sich, wenn Wasserdampf durch Kondensation wieder zu flüssigem Wasser wird. Damit Kondensation auftritt, ist ein fester Partikel oder eine feste Oberfläche erforderlich. Denken Sie an Taubildung auf Gras. Wassertröpfchen in der Kühlluftmasse kondensieren um winzige Partikel in der Atmosphäre wie Ruß, Pollen, Staub oder Schmutz. Wenn die Wassertröpfchen enthaltende Wolke in höhere, kühlere Schichten der Atmosphäre aufsteigt oder kühlere Luft eindringt, um die Temperatur zu senken, gefrieren Wassertröpfchen zu Eis und Schneekristalle bilden sich.
Schneekristallbildung
Obere Atmosphärentemperaturen, bei denen Wassertröpfchen auftreten, müssen für die Kristallbildung kalt sein. Eiskristalle beginnen sich zu bilden, sobald die Wolkentemperaturen etwa -10 Grad Celsius (14 Grad Fahrenheit) oder niedriger erreichen. Einzelne Schneekristalle wachsen, indem sie miteinander kollidieren, um größere symmetrische Schneekristalle zu bilden, die fallen, wenn sie schwer werden. Luft mit einer Temperatur zwischen 0 und 2 Grad Celsius (32 bis 35 Grad Fahrenheit) bringt normalerweise die stärksten Schneefälle. Kristalle ändern ihre Form, wenn sie fallen, abhängig von den Temperaturen, denen sie ausgesetzt sind, aber sie behalten eine sechsseitige Form mit identischen Armen, da jeder Arm den gleichen Bedingungen ausgesetzt ist. Die Bodentemperatur ist auch für die Schneebildung wichtig, wobei sich Schnee nur bildet, wenn der Boden unter 5 Grad Celsius (41 Grad Fahrenheit) liegt.
Variationen in Schneekristallen
Schneekristallformen sind temperaturabhängig. Von 0 bis -4 Grad Celsius (32 bis 25 Grad Fahrenheit) bilden sich dünne sechseckige Platten. Nadeln bilden sich bei -4 bis -6 Grad Celsius (25 bis 21 Grad Fahrenheit) und hohle Säulen bilden sich bei -6 bis -10 Grad Celsius (21 bis 14 Grad Fahrenheit). Bei Temperaturen von -10 bis -12 Grad Celsius (14 bis 10 Grad Fahrenheit) entstehen Sektorplatten, die 6-blättrigen Blüten ähneln. Bekannte sechsarmige Dendriten treten bei -12 bis -16 Grad Celsius (10 bis 3 Grad Fahrenheit) auf. Viele Schneekristalle können sich zu einer Schneeflocke zusammenschließen. Die meisten Schneeflocken haben einen Durchmesser von höchstens 1,3 cm (0,5 Zoll), aber einige große Flocken sind fast 5 cm (2 Zoll) breit.
