Snøkrystaller: Slik oppstår naturens små isverk

Når superkjølte dråper blir isverk

Snøkrystaller er krystaller av is som alene eller i grupper danner det enkelte snøfnugg, ifølge Store norske leksikon. Alle har en grunnleggende sekskantet form, i samsvar med molekylstrukturen hos vann. Formen varierer ut fra temperatur og luftfuktighet, og ingen er helt like, ifølge Store norske leksikon.

Snøfnugg inneholder gjerne også skydråper som dels kan være underkjølte, dels frosne, ifølge Store norske leksikon. I relativt mildt vær og når skyene ligger lavt over bakken, vil innslaget av underkjølt vann være ganske stort og prege konsistensen. Når snøen inneholder mye underkjølt vann, festes den lett til trær og ledninger. Dette er vanlig i kystnære områder ved mildt vær.

Denne artikkelen gir en innføring i hva snøkrystaller er, hvordan de dannes, og hvordan du kan observere dem selv.

Fra mystikk til vitenskap: Wilsons revolusjon

Wilson Alwyn Bentley ble født 9. februar 1865 i Jericho i Vermont, og døde 23. desember 1931, ifølge Wikipedia. Han var den første kjente personen som tok detaljerte fotografier av snøfnugg.

Han utviklet en metode for å fange fnugg på svart fløyel slik at bildene kunne tas før de smeltet eller sublimerte, ifølge Wikipedia. Som tenåring på familiegården ble han interessert i snøkrystaller, og han prøvde først å tegne det han så gjennom et gammelt mikroskop.

Etter mye eksperimentering fotograferte han sitt første snøfnugg 15. januar 1885, ifølge Wikipedia. Han knyttet et blåsebelgkamera til et sammensatt mikroskop for å fange detaljene.

I 1931 ga han ut monografien Snow Crystals sammen med William J. Humphreys, ifølge Wikipedia. Han skrev også innlegget om snø i 14. utgave av Encyclopædia Britannica, ifølge Wikipedia.

En annen sentral skikkelse er den japanske fysikeren Ukichiro Nakaya, ifølge Wikipedia. Han levde fra 1900 til 1962, ifølge Wikipedia, og er kjent for arbeid innen glasiologi og lavtemperaturfysikk. Nakaya krediteres for å ha laget de første kunstige snøfnuggene, ifølge Wikipedia.

Han grunnla også The Japanese Society of Snow and Ice i 1939, ifølge Wikipedia.

Hvordan vanndamp blir til iskrystall

Snøkrystaller er krystaller av is som dannes i skyene, ifølge Store norske leksikon. De dannes når vanndamp møter kondensasjonskjerner og fryser.

Krystallens form bestemmes av trykket og temperaturen de ble dannet ved, ifølge Store norske leksikon. Den videre utviklingen avhenger av et komplisert samspill mellom luftfuktighet og temperatur.

Når temperaturen ligger noen få grader under frysepunktet, får krystallene høy tetthet og er kompakte. Når det er kaldere, vokser krystallene raskere, de får lavere tetthet, og blir ofte store, ifølge Store norske leksikon.

Ved veldig lave temperaturer er det lite fuktighet tilgjengelig i luften, og da vokser krystallene saktere igjen og blir heller ikke så store, ifølge Store norske leksikon.

Snøen vil da lett feste seg til for eksempel trær og ledninger.

Ulike former for snøkrystaller

Snøkrystaller kan ha uendelig mange former, men alle er i bunn og grunn sekskantede, i samsvar med molekylstrukturen hos vann, ifølge Store norske leksikon.

Formen avhenger av temperaturen i dannelsesøyeblikket, og den videre utviklingen avhenger av et komplisert samspill mellom luftfuktighet og temperatur, ifølge Store norske leksikon.

Når det er kaldere, vokser krystallene raskere, de får lavere tetthet, og blir ofte store.

Ved veldig lave temperaturer er det lite fuktighet tilgjengelig, og da vokser krystallene saktere og blir mindre. Denne variasjonen gjør at hver krystall får sin egen unike form.

Snøkrystallenes store tall

Snøkrystaller er fascinerende både i form og i tall. Her er noen fakta om isens minste kunstverk.

Fra amatør til ekspert: Slik observerer du snøkrystaller

Du trenger ikke dyrt laboratorieutstyr for å observere snøkrystaller. Den enkleste metoden er å legge en mørk tekstil på bakken når det snør, og studere flakene med det blotte øyet eller en lupe.

En lupe forstørrer detaljene og gjør det mulig å se den sekskantede strukturen. Selv en enkel lupe gir en helt ny opplevelse av snøen.

For å fotografere dem, kan du bruke et kamera med makrofunksjon eller en smarttelefon med makrolinse. Det viktigste er å holde krystallene kalde slik at de ikke smelter.

Mange bruker en nedkjølt glassplate som underlag. Lyskilden bør komme fra siden for å fremheve strukturen i krystallen. Etter snøfall i klarvær kan du ofte finne fine krystaller.

I Norge varierer antall dager med snødekket mark med høyde og avstand fra kysten. Lavlandet i sørøst har 100–150 dager per år, mens øvre dalfører i Sør-Norge har 150–200, ifølge Store norske leksikon. På fjellviddene er det i gjennomsnitt 200–250 dager med snødekke, og størstedelen av Troms og Finnmark har over 200 dager, ifølge Store norske leksikon.

Mer enn snøkrystaller: Rimfrost og andre isbelegg

Rimfrost er et belegg av iskrystaller som dannes når vanndamp fryser direkte på faste underlag som veibanen, bilvinduet eller gressplenen, ifølge Store norske leksikon.

Rimet dannes ved direkte fortetning, det vil si overgang fra damp til is, og oppstår fortrinnsvis på sterkt krummede flater som grener, strå eller ledninger, ifølge Store norske leksikon.

Rim skiller seg fra tåkerim ved å ha løsere konsistens og renere krystallstruktur, ifølge Store norske leksikon.

Det oppstår når temperaturen på bakken faller under luftas duggpunkttemperatur og bakketemperaturen samtidig er på minussiden. I stille, kaldt vær kan temperaturen på bakken være flere grader lavere enn i to meters høyde, slik at det kan rime selv om termometeret viser plussgrader, ifølge Store norske leksikon.

Fuktig luft som blåser innover et kaldt område kan også danne rim mot vinden. Denne isen er ofte svært porøs og brytes lett i stykker, ifølge Store norske leksikon.

Tall fra snøkrystall-verdenen rundt omkring

Her er noen tall som viser omfanget av snø og snøkrystaller i naturen.

Din guide til snøkrystall-fotografering hjemme

For å fotografere snøkrystaller hjemme trenger du lite utstyr: varme klær, en mørk bakgrunn som et håndkle eller papir, et kamera med makrofunksjon, og tålmodighet.

Start med å ta med deg underlaget ut når det snør. Legg det på et kjølig sted der det ikke blåser, for eksempel under et tak, og vent til snøflakene lander.

Ikke rør snøkrystallene med hendene, da varmen fra fingrene smelter dem raskt. Bruk en hårsøk eller en liten pensel for å forsiktig flytte på flakene.

Når du har funnet en god krystall, fotografer fra skrå vinkel med lys fra siden. Lys ovenfra gir lite dybde, mens skrått lys skaper skygger som viser den tredimensjonale strukturen.

Et mørkt underlag gjør det lettere å se de fine detaljene. Ta flere bilder fra ulike vinkler, fordi hver vinkel kan vise ulike detaljer i kristallen.

Med øvelse kan du bygge opp en samling av bilder som viser hvordan formen endrer seg med været. Dette gir både estetisk glede og innsikt i hvordan naturen former is.

Snøkrystaller og det endrende klimaet: Hva skjer når det blir varmere?

Endringer i lufttemperatur påvirker snøkrystallene. Ifølge Store norske leksikon vil stigende temperatur mot 0 °C først bryte grenene på snøkrystallene som hekter dem sammen.

Etter hvert fører denne forandringen i krystallform, fra en grenet overflate til en mer rund overflate, til sammenkitting og nye bindinger mellom krystallene, ifølge Store norske leksikon.

Snø reflekterer mye av solstrålingen. Ifølge Store norske leksikon kan nyfallen tørr snø reflektere opptil 90 prosent, mens omkrystallisert våt snø reflekterer 40–50 prosent.

Snø har dårlig varmeledningsevne, spesielt nyfallen lett snø. Mangel på varmetilførsel fra bakken gjør at et snødekke avkjøles raskt ved utstråling, ifølge Store norske leksikon.

Måter å observere og dokumentere snøkrystaller på

Hvis du er inspirert til å dykke dypere inn i verden av snøkrystaller, her er noen måter du kan begynne på:

• Observer med det blotte øyet eller en lupe ved å bruke en mørk tekstil som underlag.
• Fotografer med smarttelefon eller kamera med makrofunksjon for å dokumentere detaljer.
• Noter temperatur og værforhold når du finner ulike krystallformer. Etter hvert bygger du en forståelse av hvordan været påvirker formen.
• Bruk et mikroskop for å studere krystallstrukturen nærmere. Et enkelt USB-mikroskop kan kobles til en datamaskin.
• Delta i online-felleskap for å dele bilder og kunnskap med andre interesserte.
• Les Wilson Bentleys bok Snow Crystals for historisk innblikk i feltet.

Ditt første skritt: Start i dag

Snøkrystaller finnes rundt deg hver gang det snør, og du trenger ikke spesialutstyr for å begynne. En mørk fille, eventuelt en lupe, og øynene dine er nok. Når det snør, gå ut og legg underlaget på bakken.

Hvis det ikke snør der du bor, kan du lese om kristallografi og studere historiske fotografier. Snøen kommer før eller siden, og da kan du være klar til å se de små kunstverkene som faller fra himmelen.

Snøkrystaller viser at det finnes orden og skjønnhet i naturens minste detaljer. Hver krystall er unik, og ved å studere dem kan du lære mer om hvordan temperaturen og fuktigheten former isens struktur.