snøsmelting – Store norske leksikon (original) (raw)
Snøsmelting er når snø smelter til vann.
Beskrivelse
Elva fra Bjørvannet, som renner ut i Juva, om våren. Snøsmeltingen har begynt og elva er delvis åpen.
Snøens egenskaper forandrer seg en god del gjennom vinteren. For eksempel vil tettheten øke fram til snøsmeltinga. I begynnelsen av vinteren er den omkring 100 kg/m³ i lavlandet og 300 kg/m³ i fjellet. Forskjellen skyldes at vinden i fjellet pakker snøen godt sammen. På slutten av sesongen kommer tettheten opp i 300 kg/m³ i lavlandet og 500-600 kg/m³ i fjellet. Tettheten for ren is er 900 kg/m³.
Typer og energibruk
Det er vanlig å dele snøsmeltingen inn i tre faser:
- Oppvarmingsfasen begynner når energien fra luft, sol, bakke og nedbør fører til en langsom oppvarming av snøen. Denne fasen varer til snøen har fått en jevn temperatur på 0 °C.
- Modningsfasen er når ytterligere energitilførsel fører til at smeltingen starter. Smeltevannet renner imidlertid ikke vekk, det bare siger ned i snøen.
- Avrenningsfasen fordi snøen nå ikke kan ta til seg mer vann, vil tilført energi gå med til å smelte snøen, og smeltevannet renne vekk.
Det er ikke nødvendigvis tilstrekkelig at lufttemperaturen er over 0 °C for at snø skal smelte, det skjer først når overflatetemperaturen på selve snøen når 0 °C. Å varme 1 kg snø med 1 °C krever 2 KJ.
Når snøens overflate har nådd 0 °C kan smeltingen starte. Det kreves ca 334 KJ for å smelte 1 kg snø til vann. Noen ganger går snøen rett over til vanndamp (sublimasjon), noe som krever ca sju ganger så mye energi.
Total energi som kreves kommer an på tettheten til snøen, snødybden, og temperaturen til snøen.
Faktorer som bidrar til snøsmelting
Når man sier at snøen smelter så raskt når det regner, er det fordi det gjerne er mildt og overskyet vær med høy fuktighet, der også vinden kan bidra med sitt. Men det er ikke varmen fra regnet som fører til smeltingen.
Hvis man ser litt mer detaljert på det, kan man tenke seg flere faktorer som bidrar til snøsmelting fra norske fjell. Under er resultater fra undersøkelser som er gjort og tallene kan ses på som gjennomsnittet over flere år:
- Det viktigste når snøen skal smelte, er tilført varme fra lufta. Dette skjer når lufttemperaturen er høyere enn 0 °C. I undersøkelser som er gjort stod denne faktoren i gjennomsnitt for 65 prosent av energitilførselen.
- Forskjellen mellom kortbølget stråling fra sola og langbølget stråling fra jordoverflaten var den nest viktigste faktoren, og utgjorde om lag 35 prosent av den tilførte energien. Grunnen til at sola ikke bidrar mer, er at den hvite snøen reflekterer mesteparten av strålingen. Dette problemet kan løses ved å gjøre snøen mørkere, for eksempel ved å strø aske på den, slik bøndene har gjort til alle tider.
- Når vanndamp i lufta kondenseres til vann på snøen frigjøres varme, som fører til snøsmelting. På overskyete dager kunne denne kondensasjonsvarmen bidra så mye som 25 prosent til at snøen smeltet, men for hele snøsmeltingsperioden sett under ett var de andre faktorene viktigere.
- Varme fra regn og varme fra bakken bidro også til snøsmelting, men så lite at det så å si var uten betydning.
Mange andre steder i verden er det slik at nettostrålingen kan stå for det meste av smeltingen. Her til lands vil snøsmelting også skje når det kommer mild og fuktig luft inn fra havet. På Vestlandet er dette vanlig hele vinteren, og de største smelteflommene forekommer ofte i slikt vær.
Dybdestoff
Snødekket utsettes for termodynamiske prosesser. Når disse gir en positiv energitilførsel og snødekket har temperatur på 0 °C, smelter snøen. De viktigste prosessene er overføring av følbar varme fra luften, overføring av kondensasjonsvarme i fuktig luft eller tap av fordampningsvarme i tørr luft, absorpsjon av solstråling, samt differansen mellom innstrålt varme fra luft/skyer og utstrålt varme fra snødekket. I gjennomsnitt er det overføring av følbar varme fra luft til snødekket som gir det største bidraget til smeltingen. Varmeoverføringen mellom luft og snødekke øker med vindhastigheten.
I tørr luft er det stort energitap ved fordampning, og snøsmeltingen reduseres. Det er imidlertid lite snø som fordamper fordi snøflaten er kald, og det skal mer enn sju ganger så mye energi til å fordampe en vektenhet snø som til å smelte den. Straks fuktighetsinnholdet i luften overstiger metningsnivået ved 0 °C, går det i stedet en vanndamptransport fra luften og ned mot snødekket, det kondenseres vann på snøflaten. Det er den samme prosessen som får det til å dugge på kalde gjenstander i oppvarmede rom. Denne vannmengden blir heller ikke stor, men det frigjøres mye kondensasjonsvarme som kan brukes til smelting. Dersom det er kaldt vær og fuktig luft, vil det i stedet rime på snødekket og intet smelter. Både fordampningen og kondensasjonen øker med vindhastigheten.
Om vinteren er det lav solhøyde. På dager med klarvær er det lite vanninnhold i luften og også stort netto varmetap ved utstråling. Det kan da være flere varmegrader uten at snøen smelter. Hvis det derimot er skyet vær, kommer det et stort bidrag med tilbakestrålt varme fra skylaget. Om vinteren kan dette bidraget være mye større enn reduksjonen i absorbert solstråling. Dersom det samtidig er varmegrader, vind og fuktig luft, blir det stor varmetilførsel til snødekket. I slikt vær er varmegradene svært effektive. Det følger ofte regn med slike værsituasjoner, og store flommer som følge av regn og smelting kan forekomme langs kysten. Det sies ofte at snøen regner vekk, men det er de generelle værforholdene og ikke regnvannet i seg selv som smelter snøen. Bidraget fra selve regnvannet er beskjedent.
Utover våren øker solstrålingen. Samtidig endrer snøflatens refleksjonsevne (albedo) seg ved økt forurensningsgrad og grovere krystallstruktur, og snøflaten absorberer mer av strålingen. Da blir også dager med mye sol effektive. Under ellers like forhold øker all smelting med stigende lufttemperatur. På samme måte øker smeltingen med økende innstrålt solenergi dersom andre forhold holdes konstante. Derfor smelter det raskere på flater som heller mot sør, særlig på forurensede brøytekanter.
Ved snøfall på varme flater, slik som snøfall på bar mark sent på våren eller tidlig på høsten, vil også varmetilførsel fra underlaget smelte snøen.
Dersom snøen har ligget i lengre tid uten smelting, vil den ha kapasitet til å ta opp en del varme og fritt vann før vannet renner av. Det betyr at dersom smeltingen på overflaten av en dyp snøpakke kommer i gang ved gradvis økende varmeoverskudd om våren, kan det ta lang tid før snøpakken i seg selv avgir vann, denne tiden kalles modningsfasen.