Voor (alpiene) buitensporters is dit in ieder seizoen een relevante vraag: in de winter wil je dat sneeuw blijft liggen, in de zomer wil je niet dat sneeuwval je routes blokkeert. Maar hoe snel smelt sneeuw nu eigenlijk?
Dit hangt af van de volgende factoren:
- Bodemtemperatuur
- Luchttemperatuur
- Luchtvochtigheid
- Windsnelheid
- Aanwezigheid van wolken (in de nacht)
- Zonneschijn
- Hellingshoek
- Temperatuur van de sneeuw
- Hoe vers is de sneeuw en welk type sneeuw
Bodemtemperatuur
Wanneer de eerste sneeuw valt, valt deze direct op de grond. Indien de grond bevroren is voor reeds langere tijd, blijft de sneeuw direct liggen. Indien de grond nog niet bevroren is, zal de sneeuw in eerste instantie smelten. Het smelten van sneeuw onttrekt enorm veel energie aan de omliggende omgeving: de lucht koelt af, maar ook de bodem koelt af. Door het smelten van de sneeuw zal de temperatuur van de omliggende objecten richting het vriespunt dalen. Pas dan stopt de sneeuw met smelten en blijft langere tijd liggen.
Stel je nu voor dat het een heldere nacht is geweest en de bodem is reeds bevroren. De sneeuw valt in de ochtend op deze bevroren bodem. De nu vers gevallen sneeuw vormt een isolerende deken op de bodem, waardoor restwarmte uit de bodem niet kan ontsnappen. Hierdoor kan de sneeuw van onderaf smelten. Deze smelt is afhankelijk van hoe snel het smeltwater weg kan stromen of zakken (poreuze bodem). Als het water snel verdwijnt stopt het proces relatief snel. Indien het water niet weg kan (omdat de sneeuw bijvoorbeeld op een bevroren moeras of meer is gevallen), zal het smelten lange tijd doorgaan en een papperig dek achterlaten.
Luchttemperatuur
Sneeuw smelt in principe pas bij een temperatuur boven de 0 graden, afhankelijk van de luchtvochtigheid. Indien de temperatuur hoger is, zal het smelten sneller gaan. De temperatuur is echter niet zuiver bepalend; indien de afgekoelde lucht (immers, smelten onttrekt warmte aan de lucht) niet afgevoerd wordt, zal de sneeuw steeds minder snel smelten. In tegenstelling tot wat je zou denken is luchttemperatuur op zichzelf dus niet doorslaggevend.
Luchtvochtigheid
Sneeuw smelt bij een temperatuur boven de 0 graden. Zou je denken. Echter, dat is niet per se het geval. In zeer droge lucht is de zogenaamde dauwpuntstemperatuur lager. Hierdoor kan het voorkomen dat sneeuw niet smelt bij temperaturen ruim boven het vriespunt. Andersom zul je zien dat bij een temperatuur iets onder nul en met een waterig zonnetje in combinatie met een hoge luchtvochtigheid het wel degelijk begint te druppelen.
IJs (en dus ook sneeuw) is echter een apart goedje: bij een lage luchtvochtigheid zal het sneeuwdek afnemen, ook als het niet dooit. IJs kan namelijk overgaan in waterdamp zonder eerst vloeibaar te worden. Dit proces heet sublimatie en is (afgezien van de wind en luchtdruk) een belangrijke oorzaak van de zogenoemde dry-valleys op Antarctica.
Windsnelheid
Al eerder stelde ik dat lucht verplaatst moet worden om de opgenomen koude af te voeren. En op zijn beurt weer ruimte te maken voor verse zachte lucht. Hoe harder het waait, des te sneller dit gebeurd. Bij een flinke föhn wind is er sprake van warme, droge lucht die door dalende luchtstromen wordt opgewarmd.
Vooral een zuidföhn in heldere lucht en dus veel zonneschijn en een lage luchtvochtigheid kan zorgen voor een enorm snelle afsmelting tot tientallen centimeters per dag. Overigens zijn bepaalde dalen (noord-zuid georienteerd) aanzienlijk gevoeliger voor föhn, evenals de hogere pieken. In het dal kan het windstil zijn en zeker in zijdalen kan er een poel van koude lucht blijven hangen.
Aanwezigheid van wolken
Overdag beschermen wolken tegen de instraling van de zon. Echter, in de nacht voorkomt de aanwezigheid van bewolking de uitstraling. Hierdoor kan een sneeuwdek geen IR-straling afgeven en kan het in de nacht zelfs opwarmen. Een wolkenloze nacht is dus het beste voor het behoud van een sneeuwdek. Dit kun je zelf ervaren in de winter: nadat er een vers sneeuwdek gevallen is en het klaart op, koelt het snel af. Dit veroorzaakt ook in de Lage Landen nog zeer lage temperaturen in de winter.
Zonneschijn
De zon verwarmt de atmosfeer en daarmee de lucht. Dat doet de zon echter met name door infraroodstraling op objecten te laten vallen, die de warmte opnemen en uitstralen. Deze lucht stijgt op, zet uit en koelt daardoor af. Ieder object neemt IR tot zich: het is het gevoel van een lekker warm lente-zonnetje. Ook het sneeuwdek neemt deze straling tot zich, echter slechts 10%. De rest wordt weerkaatst. Dit relatieve getal noemt men albedo. Deze 10% is echter wel relevant, maar wordt pas echt relevant als sneeuw verouderd of wanneer er objecten doorheen steken. Denk hierbij aan rotsen, bomen, huizen etc. De sneeuw zal het snelst smelten rondom deze uitstekende objecten. Deze worden namelijk warm en versnellen het smelten.
Hellingshoek
Een steile noordhelling ontvangt nauwelijks zonnestralen in de winter. Een zuidhelling daarentegen heeft de zon er wel op staan. Hoe rechter de hoek wordt, deze te meer straling ontvangt het sneeuwdek per vierkante meter.
De zon staat in de winter op de meeste plekken in de Alpen ongeveer 23° boven de horizon. Een helling met een hoek van ongeveer 67° staat dan loodrecht op de zon en ontvangt dus veel instraling. In het dal is het slechts 23 graden, waardoor veel meer straling wordt weerkaatst. Naarmate het seizoen verandert, verandert ook deze ongunstige hoek: steile hellingen ontvangen steeds minder straling.
Op hellingen in de schaduw speelt dit nauwelijks een rol, zeker niet in de winter.
Temperatuur van de sneeuw
De temperatuur van sneeuw is geen 0°C. De temperatuur zal in veel gevallen lager liggen. Voordat het begint te smelten, moet de sneeuw eerst opwarmen tot 0°C. Doordat sneeuw relatief weinig massa heeft, kan dit wel snel gaan en het wegstromende water zal het proces versnellen omdat water meer warmte kan afvoeren dan lucht.
Hoe vers is de sneeuw en welk type sneeuw?
Verse sneeuw is de perfectie van wit. Het weerkaatst 90% van al het zonlicht en helpt ’s nachts de afkoeling. Hoe ouder de sneeuw is, des te meer “witheid” het verliest en dus des te meer warmte het opneemt. En dan smelt het sneller.
Welk type sneeuw er gevallen is, is ook belangrijk. Verse sneeuw bevat veel lucht en dus weinig massa. Er is relatief weinig energie nodig om dit te laten verdampen of sublimeren. Het kan dus snel verdwijnen. Als het er langer ligt gaat het inklinken en wordt het compacter en minder gevoelig. Ook als er meer sneeuw valt, klinkt de onderste laag verder in totdat het ijs of firn is na een jaar (zo ontstaan gletsjers). Als de sneeuw al gevallen is als compacte, nattere sneeuw, klinkt het veel sneller in en wordt het sneller ijs. Dit smelt minder snel weg.
Conclusie: hoe snel smelt sneeuw?
Uiteindelijk hangt het dus van veel factoren af. Een flinke föhnstorm kan meer dan 20cm verse sneeuw binnen enkele uren laten verdwijnen. Een flink pak sneeuw van bijvoorbeeld een meter zal echter behoorlijk inklinken en het vrij lang volhouden. Hoog in de Alpen valt op sommige plekken meer dan 10 meter sneeuw, en het duurt vaak tot eind augustus voordat de laatste sneeuw weg is (afhankelijk van de hoogte en ligging van de helling). Aan de hand van de weersverwachting en ligging van het gebied kun je nu wellicht wel een betere inschatting maken.
Sneeuwsmelt in Nederland; een praktijkvoorbeeld (met update februari 2021)
Op 10 december 2017 viel er in mijn woonplaats in het noorden van Limburg 15cm sneeuw uit een actief lagedrukgebied. Aan de achterzijde van het lagedrukgebied stroomde zachte lucht binnen, zowel op hoogte als aan de grond. Dit resulteerde in regen en temperaturen tot bijna 7 graden Celsius.
Al tegen 17 uur lag er nog slechts 9cm sneeuw. Enerzijds was het dek sterk ingeklonken, anderzijds ook veel afgesmolten. In de avond waaide het stevig met temperaturen rond de 4°C. Windstoten tot meer dan 90km/h zorgde er voor dat de lucht snel werd ververst, waardoor er geen koude plaklaag kon bestaan boven de sneeuw. ’s Avonds tegen 23 uur lag er nog slechts 2cm sneeuw. In de winter, zonder zonneschijn, kan er dus ruim 10cm sneeuw verdwijnen in een halve dag.
Update 8 februari 2021:
Het weekend van begin februari 2021 was natuurlijk extreem: er is hier (Noord-Limburg) ruim 20 centimeter sneeuw gevallen en op sommige plekken meer dan 50cm hoge sneeuwduinen. Zelfs meer dan 100cm hoge sneeuwduinen waren geen uitzondering. Onderstaande foto is een straat verderop genomen (en omdat het niet mijn auto is, heb ik het kenteken onleesbaar gemaakt). Op de auto is het wel snel weggesmolten toen het warmer wordt.
Maar ik heb ook samen met mijn zoon een flink sneeuwkasteel gemaakt. Dit kasteel heeft een binnenplaats (niet te zien op de foto) en bestaat uit flinke ladingen sneeuw: tientallen kruiwagens! De onderkant zal ijs worden (“firn”) door de druk, en het zal lang duren voordat het gesmolten is.
Ik gokte op midden maart (het werd door de warmte 23 februari!). Deze bult lag vol in de zon, in een vrij beschutte tuin (in die tijd van het jaar). Naderhand was het kasteel al heel wat centimeters groter, doordat er sinds deze foto genomen is nog bijna 10cm sneeuw is gevallen.
8 reacties