Vriezend weer in de winter geeft ijs en rijp

De winter op het noordelijk halfrond is van december tot maart. De vraag is altijd: geeft het een echte winter? Een echte winter met sneeuw en vorst. Winterlandschappen bij zonsopkomst of zonsondergang zijn de mooiste landschappen. Kale bomen kunnen bedekt zijn met een laagje wit van sneeuw of rijp. Zo majestueus om te zien. Helemaal wanneer het strijklicht van de zon erop valt. Grassen en struiken bedekt met rijp of ruige rijp zijn schitterend om te zien. Of een lange rechtopstaande pegel uit het bevroren water van de vogeldrinkbak of de mooie ijsbloemen op het raam van het schuurtje.

Ontstaan van ijs en mooie vormen op het ijs
Het ontstaan van ijsstructuren
Rijp
Ruige rijp
Rijm
IJsbloemen
IJspegels omhoog

Ontstaan van ijs en mooie vormen op het ijs

Water verandert in ijs bij een temperatuur onder de 0°C. Water bestaat uit watermoleculen die trillen en onder het vriespunt gaan de moleculen minder hard trillen en hechten zich aan minuscuul kleine verschillende stofdeeltjes. De vorming is nooit hetzelfde omdat elk stofdeeltje verschillend reageert. Door beweging in water van wind en planten die in het water staan en zuurstof afscheiden, luchtvochtigheid, luchtdruk en temperatuur ontstaan er de meest wonderlijke structuren op en in de ijsvloer.

Verschillende structuren
Water komt voor als;

gas;
vaste stof;
vloeistof.

Doordat een beginnende ijsvloer afhankelijk is van stofdeeltjes komt het voor dat een ijsvloer mooie structuren gaat krijgen. Structuren zoals:

een driedimensionale ster, bloem of blad. Milimeterijs wat ontstaat na een nachtje vriezen;
dubbeltjesijs. Dit ontstaat wanneer er in het water waterplanten zijn. Deze geven zuurstof af wat als een gasbel tegen de onderkant van de ijslaag aan gaat zitten. Of er komt uit de bodem een beetje methaangas.
pannenkoekenijs zijn ronde opstaande ijsdelen in het water. Ze ontstaan doordat water in beweging is en de bellen koud water komen aan de oppervlakte en bevriezen..
sinaasappelijs is niet doorheen te kijken en wordt veroorzaakt door wind en/of neerslag.
zwart ijs: onder windstille omstandigheden ontstaat zwart ijs. Dit ijs is vrij van oneffenheden en volledig transparant. Onder het ijs kan de bodem zichtbaar zijn.
hangend ijs. Bij vriezend weer zakt het waterpeil. Al bevroren ijs blijf dan aan het gras of oever hangen en geeft mooie fantasievormen.
sneeuwijs is ijs met een laagje sneeuw.
dooisterren. Een donkere ster in het ijs waar sneeuw op ligt betekent dat het gaat dooien.

Het ontstaan van ijsstructuren

Water dat kouder is zakt naar beneden. Wanneer de temperatuur van vier graden is bereikt, gaat het juist weer omhoog. Water kouder dan vier graden wordt weer lichter. Op de bodem blijft het dan vier graden en aan het oppervlak komt het aan het vriespunt en kan de ijsvorming beginnen. Er ontstaan sterretjes en naaldjes die steeds groter worden en zich aan elkaar aansluiten en groeien tot wonderlijke figuren. Kerstboompjes onder het ijslaagje. Kijk maar eens naar de onderkant van het ijs wanneer de vogeldrinkbak bevroren is. Een waar kunstwerk is er gevormd in één nacht.

Rijp

Rijp is een wit laagje bevroren water op voorwerpen en op planten. Net of er een suikerlaagje overal langs zit. Rijp ontstaat bij heldere koude nachten, wanneer de grond in een rap tempo de warmte uitstraalt en de temperatuur tot onder het vriespunt daalt. De waterdamp op planten, grassen, spinnenwebben en struiken bevriest en worden dan kleine ijskristallen lijkend op suikerkorrels.

Ruige rijp

Aanvriezende mist of uitvriezende mist geeft ruige rijp. Onderkoelde waterdruppels van nevel of mist bevriezen zodra ze een vaste vorm tegenkomen. Nodig is een luchtvochtigheid van meer dan 90 % en een luchttemperatuur lager dan -8. Door convectie (warmtestroming) ontstaat er een windje die het ontstaan van rijp bevordert en die wind maakt dat de lange, naaldvormige rijp structuren tegen de wind in groeien. De wind die steeds nieuwe mistdruppeltjes aanvoert en de ruige rijpnaalden doet groeien. Het kan de natuur omtoveren in een winterwonderland.

Rijm

Rijm is een witte aanslag op gras, struiken, bomen en andere voorwerpen buiten. Dit ontstaat bij temperaturen onder nul door de overgang van waterdamp in ijs. De kale takken van bomen geheel in een wit kleed en bij een blauwe heldere lucht zijn een sprookje om te zien. Rijm is een soort van ruige rijp, verdwaalde sneeuwvlokken en uitvriezende mist.

In Vlaanderen spreekt men niet van ruige rijp, maar van rijm.

IJsbloemen

IJsbloemen zien we veel minder vaak dan vroeger. Door de centrale verwarming en dubbelglas koelen de ramen niet zo hard af. Juist bij de vorming van ijsbloemen is het nodig dat de ramen erg koud zijn en dat het buiten vriest. De warmere lucht van binnen komt dan in aanraking met het koude glas en koelt af. Het gevolg is dat er piepkleine druppeltjes (waterdamp) ontstaan die onmiddellijk op het koude glad bevriezen. IJsbloemen zijn dus bevroren waterdampdruppeltjes. De druppels waterdamp veranderen in ijskristallen en zetten zich vast aan onregelmatigheden in het glas wat de typische bloemvorm geeft. Onregelmatigheden als veegstrepen, vliegenpoepjes en krassen.

IJspegels omhoog

Het vriest en de vogels hebben het moeilijk. Een vogeldrinkbak met water bevriest in de nacht en de volgende morgen zit er heel vreemd, een ijspegel op het bevroren drinkwater, die parmantig omhoog staat. Een mysterie of verklaarbaar? Het heeft te maken met de temperatuur van het water. Water kouder dan vier graden wordt lichter en stijgt naar het oppervlak waar het oppervlak al bevroren is. IJs heeft meer volume nodig en zet uit. Het nog niet bevroren water gaat drukken en ergens moet dat water heen. Een zwakke plek in het ijslaagje is dan de uitweg voor het water en bevriest onmiddellijk. Een stalagmiet in het vogeldrinkbak is het resultaat.