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Nun ist er also doch noch gekommen, der Schnee, der zum Hochwinter gehört und der grau-bräunlichen Landschaft ein weisses Kleid anzieht. Wenn es rund um eine Temperatur von Null Grad Celsius so richtig grosse Schneeflocken schneit, dann fällt uns immer wieder auf, dass es plötzlich sehr still wird. Der Lärm von der Strasse und die vielfältigen Geräusche der Umgebung werden stark gedämpft. Es kommt eine seltsame Ruhe über die verschneite Landschaft.
Angeregte Moleküle
Warum ist das so? Unsere Stimme, Geräusche, Motorenlärm und auch Vogelgezwitscher gäbe es nicht ohne die Luft. Reine Luft besteht zu 78 Prozent aus Stickstoff, zu 21 Prozent aus Sauerstoff und zu einem Prozent aus Spurengasen (Kohlendioxid, Helium, Argon etc.). Auf der ganzen Erdoberfläche und bis auf eine Höhe von mindestens 50 Kilometer über der Erde bleibt diese Zusammensetzung immer die gleiche. Dazu kommt in der freien Atmosphäre noch der Wasserdampf, den man aber nicht als Komponente der Luft zählt, weil er sehr unregelmässig verteilt ist.
Stimmliche Laute, das Läuten der Kirchenglocken, Vogelgezwitscher, aber auch Motorenlärm sind nichts anderes als angeregte Luftmoleküle, die sich in Schallwellen ausbreiten. Diese Schallwellen nehmen wir direkt und indirekt durch unsere Ohren wahr. Wenn wir sprechen, kommt die Luft aus unserer Lunge und wird durch die Stimmbänder angeregt. Der Gaumen, die Zunge und die Zähne modifizieren dann diese angeregte, vibrierende Luft noch, so dass wir sprechen, singen, schreien oder flüstern können.
Würden wir zum Beispiel das Edelgas Helium einatmen und beim Ausatmen sprechen, hätten wir eine völlig veränderte Stimme, weil anstelle der Luftmoleküle nun die Edelgasmoleküle angeregtwürden.
Sechszähnige Eiskristalle
Die Schallwellen, die sich bei Geräuschen aller Art bilden, pflanzen sich fort und treffen auf die grossen fallenden Schneeflocken oder auf die frische Schneedecke. Die grossen Schneeflocken sind dreidimensionale, räumliche Gebilde, die aus tausendenvon kleinen sechszähnigen Schnee- und Eiskristallen und–je nach Luftfeuchtigkeit–auch aus kleinen gefrorenen Wassertröpfchen bestehen. Sie bringen eingeschlossene Luft in die Neuschneedecke.
Wenn nun die angeregten Schallwellen auf solche Schneeflocken in freier Atmosphäre oder in der Schneedecke treffen, dann dringen sie durch die Hohlräume ein. Sie regen nun die feinen Eiskristalle und Schneesterne in den Schneeflocken so an, dass sich diese durch das Mitschwingen verformen oder sogar zerbrechen. Dabei wird die Energie der Schallwellen in Wärme umgewandelt und so der Schall absorbiert.
Der frisch gefallene Schnee wirkt also als Schallschlucker oder Schalldämpfer. Wenn der Schnee sich mit der Zeit setzt, wandelt er sich um. Die Schnee- und Eiskristalle verdichten sich. Die Luft wird verdrängt. Die Schwingfähigkeit der Kristalle nimmt ab und damit kehren auch der Lärm und die Geräusche zurück.
Zerbrechende Eiskristalle
Die Schneeflocken selber können aber auch einen beträchtlichen Lärm verursachen, wie Forscher von der John-Hopkins-Universität in Baltimore (USA) herausgefunden haben. Fallen Schneeflocken auf eine Wasseroberfläche, zum Beispiel auf einen Teich oder einen kleinen See, dann brechen die Eiskristalle beim Aufschlagen auf der Wasseroberfläche auseinander wie ein Glas, das zu Boden fällt.
Dieses Auseinanderbrechen erzeugt sehr hohe Töne im Ultraschallbereich, mit einer Frequenz von 50 bis 200 Kilohertz. Diese Töne hören wir Menschen mit unseren Ohren nicht mehr. Die meisten Wassertiere hingegen nehmen sie als beträchtliche Lärmquelle wahr.
Nun geht es in grossen Schritten dem Frühling entgegen. «Märzen-Schnee tut nicht mehr weh …» Lassen wir uns überraschen.
Mario Slongo ist der ehemalige DRS-Wetterfrosch. Einmal im Monat erklärt er in den FN spannende Naturphänomene. Alle Beiträge können unter www.freiburger-nachrichten.ch, Dossier «Wetterfrosch», nachgelesen werden.