Iskristall, snöstjärna och snöflinga

Snö är i huvudsak fruset vatten. I molnen bildas små iskristaller som kan växa till små snöstjärnor. Dessa kan i sin tur klumpas ihop till snöflingor, som ibland sakta singlar ner från molnen. Andra gånger piskar vinden på så att snökristallerna slår på oskyddad hud.

Vatten i dess olika former (gas, flytande och fast) är fundamentalt inom hydrologi, oceanografi och meteorologi. Här lite fakta om vatten i fast form i atmosfären uppbackat med några vackra bilder 

frost på en liten gren
Frostkristaller på en liten gren 2017-12-17 Killstad norr om Karlstad. Foto Lotti Clifstock Förstora Bild

En snöstjärna väger i runda slängar 0,03 mg och består av storleksordningen 1018 vattenmolekyler (en miljon, miljon, miljon stycken).

En snöflinga är ett stort antal snöstjärnor som klumpat ihop sig. Ibland kan snöflingorna vara jättestora (vem har inte hört "stora som dasslock"), men en typisk snöflinga består av omkring 100 stycken snöstjärnor.

Om du bygger en snögubbe kan den bestå av låt säga 30 kg snö. Detta motsvarar cirka 1 miljard snöstjärnor eller 10 miljoner snöflingor.

Är alla snöstjärnor olika?

Hur en liten, liten iskristall växer till en några millimeter stor snöstjärna beror på rådande temperatur och tillgång till vattenmolekyler. Under sin tillväxt kan den blivande snöstjärnan sväva runt lite upp och lite ner och utsättas för varierande luftfuktighet och temperatur. Detta gör att snöstjärnor blir lite olika.

Forskare har visat att snöstjärnorna får ett liknande utseende under liknande förutsättningar. I laboratoriet kan man producera snöstjärnor under nästan identiska förutsättningar och de blir då mycket lika.

Emellertid, tittar man riktigt noga på dem kan man se små skillnader. Detta kan bero på att förhållandena inte var exakt lika och att alla vattenmolekyler (två väte och en syreatom)  faktisk inte är exakt lika då det i naturen finns olika isotoper av både syre och väte.

Om vi inte ställer för höga krav på likhet så finns det nog snöstjärnor i naturen som är lika, men om vi ställer kravet att de ska vara exakt lika, ner till varenda vattenmolekyls placering, så finns det sannolikt inga likadana snöstjärnor.

Frostkristaller Killstad norr om Karlstad 2017-12-17.
Frostkristaller Killstad norr om Karlstad 2017-12-17. Foto Lotti Clifstock Förstora Bild

Frost och frostrosor

På bilderna i denna artikel ser vi exempel på några vackra former som fruset vatten kan bilda. På vintern har vi nog alla förundrats över de små vackra snöstjärnor som ibland fastnar på våra tjocka vinterkläder eller över de växtliknande mönster som frostrosor kan bilda på ett fönster. Hur kan det bli så?

Det finns ett antal faktorer som spelar roll. Temperaturen och luftfuktigheten känner vi nog alla intuitivt att de har betydelse, men för att starta processen behövs en punkt att starta. 

Om det är en iskristall och senare en snöstjärna som ska bli till underlättar det för vattenmolekylerna att det finns en liten partikel att börja växa på. Dessa små partiklar kallas kondensationskärnor och utgör även starten för molndroppar och i förlängningen regndroppar.

När det gäller frostrosor på fönster eller vackra kristaller på grenar (se bilder) så finns startpunkterna i form av små repor eller smuts på fönstret eller utstickande punkter på grenar och grässtrån.

Vanligen växer frosten till snabbt och från många startpunkter. Då tenderar kristallerna att växa ihop till ett allmänt vitt täcke.

Om däremot tillväxten begränsas till några få punkter kan de enskilda frostkristallerna bli större innan de möter en grannkristall. 

En ny och väldigt ren bilruta (få startpunkter) kan därför ge en bättre chans att få vackra frostrosor än en gammal repig eller smutsig (många startpunkter).