Snø

Snø, eller sne, er nedbør i form av gjennomsiktige krystaller av is som er dannet rundt små partikler i atmosfæren. Når temperaturen er under frysepunktet blir regndråper omdannet til snøkrystaller i de høyere luftlagene, og de vil fortsette å være snøkrystaller helt til de kommer til en høyde der temperaturen er over frysepunktet. Delvis smeltede krystaller binder seg sammen til snøflak, som kan bli 7–10 mm i diameter. Snøkrystaller består som regel av sekstaggete stjerner, men i mer polare strøk med lav luftfuktighet opptrer snøkrystaller som isnåler.
Krystallene hver for seg er gjennomsiktige, det er det store antallet av reflekterende overflater på krystallene som får snøen til å se hvit ut.
Snø dannes vanligvis når vanndamp går gjennom deposisjon høyt i troposfæren ved temperaturer under 0 ℃. De enkelte snøfillene fester seg til hverandre, og når snøflakene er tunge nok faller de ned fra skyen. Omtrent all nedbør (utenfor tropiske strøk) blir dannet som snø. Avhengig av temperaturen i luftlagene under skyen vil nedbøren falle til bakken som regn eller snø. Er temperaturen høy nok, smelter snøen på veien mot bakken, men smelteprosessen trekker latent varme ut av luften rundt, slik at lufttemperaturen minker og sjansen for at etterfølgende snø skal nå bakken blir større.
Den ideelle temperaturen for snødannelse er omkring og litt under 0 ℃, og ikke kaldere. Dette kommer av at jo høyere temperatur i luften, jo mer fuktighet kan den inneholde. I luft med høy fuktighet kan det dannes større snøflak enn det ligger til rette for i tørr luft, og dette øker sjansen for at snøen skal falle til bakken. Temperatur rundt frysepunktet kan også føre til at snøen smelter, fryser igjen, og fester seg sammen med andre snøflak og danner større flak på vei mot bakken. I slike situasjoner skal det ikke store temperaturvariasjoner til før å avgjøre om nedbøren faller som snø eller regn, og det kan derfor være ganske vanskelig å varsle nøyaktig.
Snø kan også lages kunstig ved hjelp av snøkanoner. Disse maskinene lager snøpartikler som ligner mer på hagl enn på snø.
Snøfall varierer med tid og sted, inkludert geografisk breddegrad, høyde over havet og andre faktorer som jevnt over påvirker været. På breddegrader nærmere ekvator, er det mindre sjanse for snø, 35° blir ofte regnet som en grov grense. Vestkystene på de store kontinentene har høyere snøgrenser enn ellers.
Noen fjell, selv nær ekvator, har permanent snødekke på toppene, inkludert Kilimanjaro i Tanzania. Motsatt har mange regioner i Arktis og Antarktis lite nedbør og dermed lite snø til tross for den bitre kulden. Under en viss temperatur mister luft evnen til å bære vanndamp.
Den høyeste målte totale nedbøren av snø gjennom en sesong som noen gang er målt i verden, var på Mount Baker i Washington, USA i 1998–1999 da de målte 28,96 meter. Dette var mer enn den forrige rekorden som var holdt av Mount Rainier i Washington, USA som i 1971–1972 fikk 28,5 meter med snø. Dagsrekorden er fra Silver Lake i Colorado i USA med 1,93 meter i 1921. I Norge er det Ålfotbreen på Vestlandet som har den største målte snødybden, omtrent 15 meter snø har blitt målt der hvert år.
En regner at snøleggingen begynner i september-oktober i de høyeste fjelltraktene i Sør-Norge og indre Troms og Finnmark. I lavereliggende strøk kommer snøen først i november-desember. I lavlandet er den viktigste måneden for snøsmelting april, men totalt smelter det mest snø i mai og juni. Høyt til fjells kan snøsmeltingen kulminere i juli–august. Det blir ofte liggende noe snø igjen på bakken i høyfjellet, som blir dekket av ny snø når høsten kommer. Som oftest er snømengden på Fastlands-Norge minst i volum tidlig i september. Snømengden i fjellet spiller en viktig rolle for vårflommen og for fyllingen av reguleringsmagasinene. Av den grunn brukes det en hel del ressurser på å måle snømengden for å lage prognoser for hvor stort bidrag den vil gi til kraftproduksjonen.
Om alle fjellstrøk i Norge defineres som det arealet som ligger over barskoggrensen på Østlandet og Trøndelag, og ellers over lauvskoggrensen, kan en si at gjennomsnittlig maksimalt snømagasin (lagret snø) her er lik halvparten av det totale årsavløpet.
Det er en allmenn oppfatning at snøfnugg er symmetriske og at ingen snøfnugg i verden er like. At påstanden om symmetri ikke stemmer helt kan man ofte observere med det blotte øye, men på bilder ser de nesten alltid symmetriske ut. Dette er sannsynligvis fordi det ser bedre ut slik, og bilder av usymmetriske snøfnugg blir valgt bort.
Snøfnuggene har alltid seks symmetriakser, noe som kommer fra den heksagonale krystallstrukturen til vanlig is (også kjent som is Ih).
Grovt sett er det to mulige forklaringer på symmetrien til snøfnugg. Den første er at der kan være kommunikasjon (informasjonsflyt) mellom armene, slik at veksten i hver arm påvirker veksten i hver av de andre armene. Overflatespenning eller fononer er måter slik kommunikasjon kan foregå på. Den andre forklaringen, som ser ut til å være det sterkeste synet nå, er at armene til snøfnugget gror uavhengig av hverandre i et miljø der man tror det er raske endringer i temperatur, luftfuktighet og så videre. Man regner med at dette miljøet er relativt homogent i det området der ett enkelt fnugg oppholder seg, noe som kan føre til at armene vokser seg like ved å reagere likt på like omstendigheter på samme måte som uavhengige trær responderer på miljøendringer ved å gro bortimot identiske årringer. Forskjellene i miljøet i skalaer større enn snøflaket leder til den observerte mangelen på korrelasjon mellom forskjellige snøfnugg.
Tanken om at det ikke fins to like snøflak er ikke helt korrekt. Det er nemlig mulig, om svært usannsynlig, at to snøfnugg kan være visuelt identiske dersom miljøene der de ble dannet var like nok, enten fordi de vokste veldig nær hverandre, eller ved en tilfeldighet. American Meteorological Society har rapportert at like snøkrystaller har blitt oppdaget av Nancy Knight fra National Center for Atmospheric Research. Krystallene var ikke flak slik som folk flest kjenner dem, men heller innhule heksagonale prismer.
Snøtettheten varierer stort, selv for nysnø. Typisk tetthet for nysnø er rundt 12 % av vanntettheten. Derfor sier man ofte at 1 cm nysnø tilsvarer 1 millimeter regn. Snø vil derimot presse seg sammen under vekten av seg selv til tettheten blir omtrent 33 % av vanntettheten. Et dypt snølag kan derimot presse seg så mye sammen at tettheten blir omtrent 50 %, særlig sent på våren. Snøens tetthet er viser tabellen under:
Hvor store vannmengder som utgjøres av vinterens snø (snømagasin) er ofte til stor interesse for vannkraftproduksjon. Er denne snømengden kjent, kan en ofte med stor sikkerhet vite hvor mye vann som vil smelte og renne ned i vannmagasinene om våren og sommeren.
Når snøen ligger på bakken skjer det en rekrystallisering der spisser og kanter går inn mot midten av snøkrystallene. Temperaturpendlinger rundt 0 ℃ og trykk øker denne prosessen der snøen blir får klumpede krystaller. I tilfeller der det oppstår et pakket lag over løs snø, altså skare, vil rekrystalliseringen skje nede i snølagene. Dette kan få større flak av snøen til å synke med et rykk. Dette kan en oppleve når en går på ski og det høres en puff når skaren faller sammen. I områder som er beskyttet for vind, som i skogsområder, vil rekrystallisering ved stabil frost gjøre at snøen blir svært løs, og at snøen bli råtten selv om den ikke blir utsatt for smelting.
Nysnø reflekterer 90 % av kortbølget innstråling fra sola, men etter en måned er dette redusert til 70–80 %. Dette er svært mye, men er en viktig faktor for regulering av klimaet på jorden. Snøens refleksjonsevne kalles for øvrig for albedo. Vanligvis er refleksjonen fra landjorden under 30 %. Når snøen smelter vil refleksjonen synke til under 50 % og for skitten snø kommer tallet under 30 %. Motsatt absorberer snø langbølget stråling nesten like fullstendig som et svart legeme.
Rundt snøkrystallene er det alltid et tynt vannlag, selv ved mange kuldegrader er dette vannlaget tilstede. Vannlagets tykkelse er imidlertid temperaturavhengig, og først ved null, eller plussgrader, begynner snøen å tine. Vannlaget virker som en smurning mellom skiene og snøen, og at skiene ikke lenger får så god glid når det blir veldig kaldt skyldes at vannlaget blir veldig tynt.
Snø har svært liten varmeledningsevne og for nysnø er varmeledningen 0,06–0,11 W/mK, mens gammel grovkornet snø har en varmeledning på 0,4–0,5 W/mK. Til sammenligning har steinull som brukes til isolasjon en varmeledning på 0,04 W/mK.
Varmeutveksling med omgivelsene vil føre til smelting eller nedfrysing av snø, og skjer ved følgende prosesser:
Når disse bidragene gir en positiv tilførsel av energi smelter snøen, eller motsatt vil den kjøles ned. Den faktorene som betyr mest er overføring av varmeenergi fra luften, noe som øker med vind. En utbrett oppfatning er at regn har mye å si for snøsmeltingen, men dette er ikke tilfelle. Om det regner10 mm og dette regnet blir avkjølt til 5 ℃ i snøen, vil ikke dette føre til smelting av mer enn 0,6 mm snø. Oppvarming fra grunnen betyr også lite.
Om vinteren med klarvær kan det gjerne være varmegrader uten at snøen smelter, grunnen er at det det er et netto varmetap med langbølget utstråling fra er snøen. I tillegg at lav solhøyde gir liten oppvarming, samt at snøen reflekterer mye kortbølget sollys når den er hvit. Om det derimot er overskyet om vinteren vil det komme tilbakestrålt langbølget stråling fra skyene. Denne typen stråling blir i stor grad absorbert og snøen for tilført energi, spesielt om det i tillegg er vind, varmegrader og fuktig luft setter dette fart i snøsmeltingen.
Utpå våren blir derimot snøens krystaller grovere og snøen blir gjerne skitten, da vil derimot mye av det kortbølgede sollyset absorbere og gi energitilførsel. Sol, økt lufttemperatur og vind får snøen til å smelte hurtig. Luftens fuktighet har også mye å si for smelting av snø. Om snøen kommer i kontakt med fuktig luft kondenserer denne som vann på snøoverflaten. Dette er grunne til at daler som ligger i skyggen kan ha snø liggende langt utover sommeren. Selv om det er mange plussgrader i luften blir energitilførselen ikke stor nok til at det blir noe fart i snøsmeltingen.
Litt lett snøvær med små snøflak kalles gjerne en snøbyge. Dersom det snør tettere, gjerne med større og tyngre snøflak, kan vi kalle det snøkav eller snøkave. Snø i form av små ispartikler kaller vi hagl.
Dersom det blåser kraftig samtidig som det snør, sier vi gjerne at det er en snøstorm. Snøstormer eller snøføyke kan vi også ha dersom det ikke snør, dersom det ligger mye (helst tørr og lett) snø på bakken. Sannsynligvis kommer begrepet «snøstorm» av det engelsk ordet «snow storm» som ikke har noe med vindstyrken å gjøre. På engelsk betyr uttrykket vedvarende kraftig snøfall. «Storm» blir oftere brukt på engelsk om mer alvorlige værsituasjoner (for eksempel oversettes tordenvær til engelsk som «thunder storm»). Det vi på norsk omtaler som snøstorm, heter «blizzard» på engelsk. Meteorologene i Norge bruker derimot ikke uttrykket snøstorm, fordi det er vanskelig å komme frem til en entydig definisjon på hva snøstorm er. Det noen kaller snøstorm i Oslo, er ikke nødvendigvis det samme i Nord-Norge.
De samiske og eskimoiske språkene har over 100 ord som sier noe om snø og egenskapene til snø, for eksempel om den er våt, tørr eller tung. Norsk har et tilsvarande antall begreper for snø. Som på norsk, kan man på samisk og eskimoisk lage sammensatte ord, noe som øker totalantallet.
Det fins mange forskjellige typer snø og snøvær:
Når tørr, nyfallen snø legger seg på bakken inneholder den omkring 90 prosent luft. Dette betyr at 1 cm tørr nysnø tilsvarer 1 mm nedbør som regn. Varme eller vind medvirker til at nysnø raskt pakker seg sammen til langt større tetthet. Kalles også mjøll eller mjell.
Fin snø er en snøtype som kommer når temperaturen ligger et godt stykke under frysepunktet. Denne snøen er luftig og «tørr», og er dermed vanskelig å forme.
Hagl er nedbør i form av ispartikler eller isklumper. Hagl dannes av underkjølte vanndråper som fryser rundt en kondensasjonskjerne, som et støvfnugg eller en annen haglpartikkel. Haglkorn kan ha en størrelse på noen få millimeter til mellom ti til 15 centimeter i ekstreme tilfeller.
Kram snø dannes når temperaturen er på frysepunktet eller litt over dette. Da smelter litt av snøen, og den limes sammen. Denne er lett å forme og da kan den brukes til å lage snøballer, borger, snømenn og andre byggverk. Hvis temperaturen blir for høy, f.eks. over 10ºC, går den våte snøen over til å bli slaps.
Sludd er snø som er «blandet» med regn i lufta: Snøkrystallene har delvis smeltet, eller noen snøkrystaller har smeltet mens andre ikke har. Sludd kommer oftest når temperaturen ligger litt over 0 ℃ – av og til også ved flere varmegrader, for eksempel ved aprilvær med sluddbyger. Sludd legger seg ikke på bakken med mindre bakken er kald, for eksempel hvis det er snø på bakken fra før.
I noen dialekter omtales denne form for snø som sklette.
Snøfokk er tørr, lett snø som driver langs bakken med vinden. Ved bakkenivå kan snøfokk redusere sikten til noen få meter, selv om det hverken snør eller er tåke.
Skare er hard snø på grensen til is som ligger som et ytre lag oppå et snølag. Skare dannes gjerne når det har regnet på snøen først og dette senere har frosset, eller ved kuldegrader etter en mildværsperiode. Solid skare, som kan bære en voksen person, dannes særlig ved frost etter gjentatte mildværsperioder med regn. Skare kan virke friksjonsdempende, slik at det er mulig å bevege seg lengre strekninger i større tempo enn på annet snødekke.
Slaps er vannholdig snø. Den kan bli nesten gjennomsiktig. Slaps forekommer oftest ved regn og høye temperaturer. Slaps skiller seg fra våt snø ved at våt snø ser hvit ut, mens slapset er grålig, ofte iblandet en del jord og sand. Ved salting av veier senkes frysepunktet, så snø kan bli til slaps også ved kuldegrader. Under slike forhold blandes den halvsmeltede snøen med partikler fra asfalten og bildekkene til et mørkebrunt slaps.
Sastrugi er hard snø med furer, som oftest funnet i polare strøk.
Skisentre bruker i dag snøkanoner for å fylle opp løypen med nok snø når naturlig snøfall har vært for lite. Denne typen snø kjennetegnes ved grovkornede snøflak.
Det skilles mellom to typer målinger relatert til snø, meteorologer måler både nedbørsmengde og snødybde.
Nedbørsmengde måles og varsles i mm vann, uansett nedbørform. Den målte snømengden er smeltet og målt i mm vann. Snøens vannekvivalent er et mål på aktuell snømengde omgjort til millimeter vann. Hydrologene beskriver ofte snømagasinet til ethvert tidspunkt i vannekvivalenter. En grov huskeregel er at 1 cm snø blir til 1 mm nedbør, altså en faktor på 10.
Snøens tetthet, det vil si hvor mye vann det blir ut av en dm (liter) snø vil variere mye. Nysnø har en egenvekt på omkring 0,1 kg/dm, men etter hvert som snøen blir gammel og våt vil egenvekten komme opp i 0,2–0,4 kg/dm.
Snødybde er avstanden fra bakken opp til toppen av snødekket og måles i cm. Eventuell snøsmelting og naturlig komprimering tas ikke med, derfor vil ofte snødybde avta etter noen dager uten nedbør, og etter regnskyll eller mildvær.
Det er i dag hovedsakelig to måter å måle snødybde på:
Manuelle målere
Den manuelle snødybdemåleren er en målestav/stang som er gradert i cm med 0-punktet i bakkenivå. Man kan enten ha en fast snødybdemåler som settes i bakken før frosten og denne står på samme sted gjennom hele vinteren, eller man kan ha en løs måler for å ta flere stikkprøver innenfor et område på 5x5 meter. Løs måler brukes særlig på områder med skavler og ujevn snøoverflate. Det tas da tre målinger og middelverdien av disse beregnes.
Automatiske målere
På automatiske værstasjoner brukes en automatisk snødybdemåler (akustisk avstandsmåler). Måleren blir montert i en fast høyde over bakken, godt over den maksimale snødybden. Måleren sender en ultralydpuls som treffer snødekket og reflekteres tilbake, som et ekkolodd. På den måten kan avstanden fra sensoren og ned til snødekket beregnes. Når man i tillegg vet avstanden fra bakkenivå og opp til måleren kan snødybden beregnes.
Snø isolerer bakken noe som har spesielt stor betydning for vegetasjonen i høyden. Imidlertid må planter som trives spesielt godt der snøen ligger dypt, men disse må på den andre siden greie seg med en kortere vekstsesong.
For lemen er snøen spesielt viktig, fordi området mellom bakken og snøen er dens tilholdssted om vinteren. Her får den beskyttelse og mat, og i tillegg er vinterens dens viktigste periode for yngling. I de siste årene har en sett store værforandringer med vekslende mildvær og kulde om vinteren. Dette får snøen til å tine også nært bakken, og forholdene for smågnagere som lemmen blir vanskeligere. Dette får de store svingnignene i lemenpopulasjonene til å avta, noe som i neste omgang gir redusert føde for sjeldne rovfugler som ugler, våker og falker.
Snø har en isolerende effekt, som kan hindre at det setter seg tele i jorda, og kan med det verne avlinger mot kulden over snødekket. Snøens isolerende effekt kan også berge liv, i dårlig vær kan en snøhule gi nok ly til at man kommer seg gjennom uværet.
Store mengder snø kan derimot forstyrre infrastruktur og tjenester selv i regioner som er vant med snø. Trafikk kan bli forsinket, eller attpåtil stoppe helt opp. Grunninfrastruktur som elektrisitet og telefon kan bli satt ut av funksjon, spesielt dersom ledningene går over bakken. Flere steder i verden har en definert såkalte snødager (engelsk:snow day) der mye snøfall gjør at skolebarn ikke trenger å gå på skolen. Hvor mye som skal til for at slike dager varierer gjerne med hvor vanlig snø er i regionen.
Store mengder snø, og da spesielt i fjellområder, kan føre til snøskred. Fare for snøskred oppstår ofte i forbindelse med store temperaturendringer når løs og lett nysnø har lagt seg oppå eldre og hardere snø eller skare. Snøskred er under slike forhold lett å utløse av skiløpere.
Når snøen smelter om våren, kan også smeltevann føre til oversvømmelser langs elveløp. I tillegg kan store mengder snø og is som fraktes nedover elver danne propper som tvinger elven ut over sine bredder. Slike propper kan også være ødeleggende for broer langs elveløpet.
Fritidsaktiviteter som er avhengige av snø:
Dersom det er for lite snø, men temperaturen likevel er lav nok, kan snøkanoner benyttes til å produsere passe mengder snø til slik lek.
Tettpakket snø kan brukes som byggemateriale i for eksempel igloer eller andre snøhytter og snøhuler.