Snö - fysikalisk bakgrund

Snö är fruset vatten, alltså is. Iskristallerna i snöflingor är ofta uppbyggda i sexkantiga former. Detta beror på egenskaper hos vattenmolekylen.

Snöflingor bildas genom att iskristaller i moln klumpas ihop. Iskristaller och vattendroppar finns ofta tillsammans i molnen, men en sådan blandning är inte stabil, utan iskristallerna kommer att växa till på vattendropparnas bekostnad. 

Snökristaller och snöstjärnor är inte vattendroppar som frusit utan de har byggts upp utifrån vattenmolekyler som direkt övergår från ånga till fast form.

Iskristaller är hexagonala - sexsidiga

Vattenmolekylen, som består av en syreatom och två väteatomer, har en form som gynnar uppkomsten av hexagonala (sexsidiga) kristaller (is typ Ih) under de tryck- och temperaturförhållanden som normalt råder i atmosfären.

De kristaller som initialt bildas är vanligen små sexsidiga plattor eller små prismor. Om förhållandena är de rätta kan de växa vidare till lite större plattor, nålar eller till och med ihåliga prismor; och därefter vidare till snöstjärnor. Normalt sett har en snöstjärna, sex stycken huvudgrenar, men i sällsynta fall har det dubbla antalet observerats.

Temperaturen har stor betydelse för vilken typ av iskristaller som bildas. De snöstjärnor som uppstår kommer därför också att ha olika utseende vid skilda temperaturer. De är ofta stora när temperaturen är nära noll, medan kraftig kyla medför att snöstjärnornas och snöflingornas dimension minskar.

När iskristallerna når marken lagras de i skikt. Kall nysnö bildar ett lätt och poröst lager medan fuktig nysnö, kramsnö, blir ett kompakt lager. 

Om snöflingorna bakas samman så de blir flera centimeter i diameter kallas de snöflak. Vanligen observerar man centimeterstora flingor, men någon gång kan decimeterstora flak förekomma.

Förutsättningar för snöfall

Det finns två uppenbara förutsättningar för att det skall falla snö: 

1. Det måste finnas ett moln som är kapabelt att producera nederbörd, och sådana moln uppstår om luften tvingas uppåt (hävs) så att den avkyls och kondensation av vattenånga kommer igång. Hävningen kan åstadkommas på i huvudsak tre olika sätt: 

a) Luften kan tvingas uppåt vid en varmfront eller kallfront.

b) Luften kan värmas upp över en förhållandevis varm vattenyta vintertid eller över en soluppvärmd markyta sommartid. Den uppvärmda luften blir lättare än omgivningen och stiger därför uppåt (konvektion).

c) Luften kan tvingas uppåt när den stöter på ett terränghinder. 

2. Temperaturen nära markytan måste vara under eller högst några enstaka grader över noll.

Snöfall vid plusgrader

Om temperaturen närmast marken ligger kring några plusgrader så är det inte säkert att snöflingorna hinner smälta innan de når marken. 

Ju torrare luften är desto högre kan temperaturen vara innan snöflingorna smälter. Det beror på att snöflingorna avkyls genom avdunstning. 

I den korrektionsalgoritm som SMHI använder för kontroll av väderkod från automatiska stationer tas hänsyn till detta. Här är några exempel:

  • Om relativa fuktigheten är 100% godkänns snöfall vid högst +1,5°C.
  • Om relativa fuktigheten är 60% godkänns snöfall upp till +4°C.

Snöns tyngd

Snö blir för övrigt inte tyngre bara för att det börjar tina. Tätheten (densiteten) ökar men den totala belastningen på till exempel ett tak förblir densamma, med reservation för att det kan ske en förskjutning av snölagrets tyngdpunkt. 

Börjar det däremot regna kan tyngden öka om snön förmår suga upp mer vatten än vad som droppar ner från taket.

Kramsnö vid blidväder

Det är lättare att krama en snöboll när temperaturen ligger nära noll än när det är riktigt kallt. Det är ett faktum som vi bokstavligen lärt oss redan från barnsben. Men varför blir det egentligen kramsnö vid temperatur omkring noll? 

Ytterst på ytan av en iskristall finns ett tunt skikt som är mer likt flytande än fruset vatten. Ju närmare 0°C desto tjockare är det här ytskiktet. När två iskristaller kommer i kontakt med varandra bildas bindningar mellan kristallerna på grund av att en del av det halvflytande ytskiktet fryser. Eftersom detta halvflytande ytskikt är tjockare ju högre temperaturen är, så blir även bindningarna starkare då. 

När man kramar en snöboll eller formar en snögubbe så ökar kontaktytan mellan iskristallerna och bindningarna blir ännu starkare. När iskristallerna pressas samman uppstår även små deformationer som ytterligare ökar kontaktytorna och bindningarnas styrka. Denna effekt blir särskilt påtaglig nära 0°C eftersom iskristallernas hårdhet minskar med ökande temperatur.

Kategorier och uttryck

Man delar in snöfall i lätt, måttligt och tätt snöfall. Man kan använda antingen snödjupets ökningstakt eller sikten som definition av de olika kategorierna.

  • Lätt snöfall - snödjupet ökar mindre än 0,5 centimeter per timme
  • Måttligt snöfall - snödjupet ökar 0,5-4 centimeter per timme
  • Tätt snöfall - snödjupet ökar minst 4 centimeter per timme
  • Lätt snöfall - sikten är över 4 kilometer
  • Måttligt snöfall - sikten är oftast 1-4 kilometer
  • Tätt snöfall - sikten är oftast mindre än 1 kilometer

Snödjup eller snöhöjd

SMHI får ofta frågan varför det heter snödjup och inte snöhöjd. 

Inget av uttrycken är egentligen fel, utan det handlar mest om tradition att uttrycket snödjup får anses vanligast. Ett annat alternativ är att tala om snötäckets tjocklek i stället. 

På en jämn yta så har ju snötäcket en höjd över marken. Men i starkt kuperad terräng, där drivsnö kanske har fyllt en svacka, så är snödjup det mest relevanta. 

I många språk finns uttryck som närmast kan översättas med snödjup. Men det finns undantag, till exempel i tyskan där man talar om Schneehöhe.

Snö och nysnö

SMHI får ibland reaktioner när någon meteorolog sagt att det fallit si eller så många centimeter nysnö. All snö som faller är väl ny? 

I och för sig är det tillräckligt att säga att det har fallit snö, men vill någon i stället använda uttrycket nysnö så kan det knappast missförstås. Det får betraktas som en av de mer harmlösa tautologierna i svenska språket. 

Dessutom är det faktiskt inte helt självklart att snön som faller är helt ny. I samband med kraftigt snödrev kan det vara flera dygn gammal snö som virvlas upp och yr omkring i luften.