Kleine "Nachhilfe" in Meteorologie - Schnee-Kälte bei klarem Himmel12345 (Hobby? Barfuß! 2)
>Lorenz Aussage über die Entsehung von Tiefsttemperaturen kann ich physikalisch nicht nachvolziehen. Sehr wohl reflektiert eine geschloßene Schneedecke einstrahlendes Sonnenlicht in großen Mengen zurück ins Weltall. Sie ist aber nicht in der Lage kälter zu werden als ihre Anfangstemperatur bzw. dauerhaft anstehende Umgebungstemperatur. Die Reflektion funktionirt auch zum Boden hin, desshalb ist es gut wenn in kalten Wintern Schnee liegt, er schützt Planzen und Insekten vor dem erfrieren. Das gilt besonders für Pulverschnee, da er sehr viel isolierende Luft mit einschließt.
Hallo Christof,
erst einmal möchte ich betonen, dass ich mit meiner Überschrift "Kleine Nachhilfe in Meteorologie" nicht arrogant und überheblich wirken möchte. Ich habe ja keinerlei Studium abgeschlossen, gerade mal Abitur gemacht. Aber Kosmologie, Geologie, etwas Physik und Meteorologie sind seit Jahrzehnten "Hobbies" von mir.
Du meinst ja: "Sie [die Schneedecke] ist aber nicht in der Lage kälter zu werden als ihre Anfangstemperatur bzw. dauerhaft anstehende Umgebungstemperatur." Leider muss ich aber Lorenz (und mir selbst) recht geben, dass die Schneedecke sehr wohl ganz erheblich kälter werden kann als die umgebende Luft, und zwar wenn der Himmel wolkenlos oder wolkenarm ist.
Du hast schon recht, Christof, wenn der Schnee kälter ist als die Luft darüber, dann wird der Schnee durch die Luft erwärmt, durch Wärmeleitung und Wärme-Strömung (Bewegung der Luft, "Wind"). Da die Luft gut isoliert wird jedoch relativ langsam die Wärme der Luft auf den Schnee übertragen. Nach längerer Zeit müsste aber trotzdem der Schnee die Lufttemperatur annehmen.
Doch ausser durch Wärmeleitung und Wärmeströmung gibt es noch einen dritten Effekt mit dem der Schnee Wärme aufnehmen oder abgeben kann: Nämlich die WÄRMESTRAHLUNG. Der Schnee gibt Wärme-STRAHLUNG ab, das ist infrarotes "Licht" das etwas langwelliger ist als das sichtbare Spektrum. Diese Infrarot-Strahlung die der Schnee aussendet verschwindet bei blauem Himmel oder bei nächtlichem Sternenhimmel in den Weltraum, wodurch dann eben der Schnee zum Teil sogar erheblich kälter als die Luft werden kann, denn die Luft hat deutlich weniger die Fähigkeit zur Wärmestrahlung.
Ganz anders geht es dem Schnee bei dichter Wolkendecke oder am Waldboden bei geschlossenem Baumkronendach: Die Wolken reflektieren beziehungsweise streuen die vom Schnee ausgehende Infrarot-Strahlung zum Boden zurück, damit kann der Schnee dann nicht unter die Luft-Temperatur auskühlen. In diesem Bewölkungs-Fall nimmt der Schnee dann in der Tat durch Wärme-Strömung und -Leitung langsam die Lufttemperatur an.
Das Ganze wird natürlich noch komplexer bei sonnenbeschienener Schneefläche: Hier gibt es die gegenläufigen Effekte der Wärmeaufnahme des Schnees durch die Sonnenstrahlen und der Wärmeabgabe des Schnees durch Infrarot-Strahlung in den Weltraum. Welcher Effekt da überwiegt hängt unter anderem davon ab wie steil die Sonne schon am Himmel steht, sehr flach wie Ende Dezember oder schon ganz schön steil wie Ende März. Auch die nur geringe Sonnen-Energieaufnahme des Schnees durch dessen weisse "Farbe" ("Albedo") spielt dabei eine Rolle.
Ganz genau mit Zahlen und Rechenformeln kann ich Dir das alles auch nicht sagen, habe das ja wie gesagt nicht studiert.
In diesem Sinne noch schöne Grüsse,
Karl Heinz.