Prachtige sneeuw- en ijskristallen

Het sneeuwt! Kleine fijne sneeuwvlokken blijven naar beneden dwarrelen en komen op je jas terecht. Heel eventjes is er een duidelijke stervorm te zien maar dit is maar heel erg kort. Meteen smelt het en is er niets meer te zien. De sneeuwvlok is verdwenen, maar was het wel een sneeuwvlok? De kleine fijne sneeuwvlokjes worden dikker en dikker en langzaam verandert het landschap een winter wonderwereld.

• Een sneeuwkristal
• Hoe ontstaat een sneeuwkristal
• De vorm
• Het Wegener-Bergeron proces
• Kunstwerken van ijskristallen

Een sneeuwkristal

Sneeuwkristallen zijn niet de witte vlokken sneeuw die uit de lucht vallen wanneer het sneeuwt. Wanneer het lichtjes begint te sneeuwen en de sneeuwvlokken zijn nog niet dik en wit dan is het mogelijk om met het blote oog sneeuwkristallen waar te nemen. De sneeuwvlokken zelf bestaan uit honderden tot duizenden sneeuwkristallen die samen de grote en middelgrote, witte sneeuwvlokken maken. Een enkele sneeuwkristal is hooguit een paar millimeter in diameter.

Hoe ontstaat een sneeuwkristal

Wanneer de temperatuur onder het vriespunt komt gaat waterdamp over tot bevriezing. Microscopisch kleine stofdeeltjes in de lucht zijn nodig om een ijskristal te vormen. Stofdeeltjes zoals:

• zanddeeltjes (Saharazand);
• vulkanische as;
• roet- of teerdeeltjes (contrails).

Vrieskern

De stofdeeltjes fungeren als vrieskern (ent of kristallisatiekern ook wel genoemd) en zijn een soort van stof die de snelheid van een bepaalde chemische reactie beïnvloeden zonder zelf verbruikt te worden. In dit geval brengen de stofdeeltjes de bevriezing versneld op gang. De watermoleculen van waterdamp bevriezen en rangschikken zich in een zestallig ijskristal. Op hun weg naar beneden botsen de ijskristallen met elkaar en tegen elkaar en hechten zich aan elkaar vast tot een sneeuwvlok. Bij de eerste sneeuwvlokken zijn de ijskristallen soms dus nog zichtbaar met het blote oog als sneeuwkristallen. Door alle botsingen zijn de zestallige sneeuwkristallen vaak niet meer zestallig, maar bij goed kijken is het mogelijk om duidelijk even een mooie zestallige sneeuwkristal te zien. Eventjes omdat ze snel, heel snel smelten.

De vorm

Naast de vrieskern spelen andere factoren een rol. Factoren als:

• luchtvochtigheid;
• temperatuur;
• luchtdruk;
• dampspanning.

Sneeuwvlokken kunnen allerlei vormen hebben, maar ze zijn altijd zespuntig, hoe dan ook. Er zijn echter wel meerdere vormen mogelijk:

• plaatvorming;
• naaldvorming;
• zeshoekige kolommen;
• hagelvorming.

Temperatuur

Wanneer de temperatuur in een wolk rond de -2 °C ligt, is de luchtvochtigheid groot. Het ijskristal zal in de breedte groeien en een plaatvormig uiterlijk hebben. Is de temperatuur ongeveer -5 °C dan zal de vorm een horizontale zeshoekige naaldvorm geven. Is de temperatuur -10°C en lager, dan worden er weer brede ijskristallen gevormd. Het proces van watermolecuul naar ijskristal is optimaal bij een temperatuur rond -12 °C. Bij deze waarde is het verschil in de dampdruk of dampspanning ten opzichte van water en ijs het grootst volgens het Wegener-Bergeron proces.

Het Wegener-Bergeron proces

Dampspanning heeft te maken met de luchtvochtigheid en de temperatuur: het Wegener-Bergeron proces. Een proces in verschil van dampspanning. In een wolk met een temperatuurverschil tussen -10 en -23 graden Celsius zitten onderkoelde waterdruppels en ijskristallen. Door dit verschil vindt er een uitwisseling plaats tussen de hogere dampdruk van water naar de lagere dampdruk van ijs. De waterdruppels verdampen en de ijskristallen groeien aan.

Kunstwerken van ijskristallen

Bij heldere koude nachten, wanneer de temperatuur tot onder het vriespunt daalt, bevriezen de waterdamp- en neveldruppels op planten, grassen, spinnenwebben en struiken en veranderen in kleine ijskristallen met de meest mooie structuren. Van een gelaagde kerstboom tot een engelvorm. We noemen het rijp maar soms is de bevroren waterdamp zo kristalhelder dat het ook ijskristallen genoemd mag worden. Vooral bij opkomende zon en wanneer de zonnebundel erop valt schittert het werkelijk als duizenden diamantjes in alle kleuren van het regenboogspectrum. Een kristal of diamantje gevormd uit bevroren water als een (niet blijvend) cadeautje van de natuur.