Natur

Der Zauber der Schneeflocken

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Es ist ein Phänomen, das erst seit einigen Jahrzehnten richtig erforscht wird. Bis heute hält Schnee einige Überraschungen bereit.

Wir lieben und wir hassen ihn. Je nach Alter, Zeit und Ort führt Schnee bei uns zu unterschiedlichen Gefühlen. In den Winterferien sind wir froh, wenn es ihn gibt, solange wir nicht auf dem Weg in ein Schneechaos auf der Autobahn geraten. Müssen wir arbeiten, mögen wir ihn meist nur morgens, wenn wir aus dem Fenster schauen. Aber nur bis die Pflicht ruft: Schnee schippen statt Zeitung lesen. Je nach Schneemenge ist das Chaos programmiert. Und in der Stadt verliert Schnee besonders schnell seinen Charme, wenn er sich – gemischt mit Auspuffschwarz und Streusalz – in eine unschöne matschige Masse verwandelt.

Einzig Kinder lieben ihn ohne Vorbehalte. Vielleicht weil sie ahnen, wie besonders Schnee ist. Denn Schnee ist – in seine physikalischen Einheiten zerlegt – sogar noch aussergewöhnlicher und vielfältiger als angenommen.

Längst ist bekannt, dass keine Schneeflocke der anderen gleicht. Schon 1922 schrieb der als «Schneeflockenmann» bekannt gewordene Fotograf Wilson Bentley in der Zeitschrift «Popular Mechanics»: «Jede Schneeflocke ist von unendlicher Schönheit, die noch vergrössert wird durch das Wissen, dass der Forscher höchstwahrscheinlich niemals eine andere exakt gleiche finden wird.» Diese Vielfalt ist unter anderem dem langen Weg der Schneeflocke geschuldet. Gewachsen aus dem Dampfbad in den Wolken, fällt sie zur Erde, sobald sie zu schwer wird. Auf dem Weg heften sich immer mehr Wasserteilchen an die Flocke und sie wird grösser.

Unendliche Kombinationen

Je grösser die Anzahl an Wassermolekülen, desto grösser die Anzahl an Gestaltungsmöglichkeiten. «Zudem muss sich nur die Temperatur oder die Luftfeuchtigkeit ein klein wenig unterscheiden, schon entsteht eine komplett andere Schneeflocke», erklärt Henning Löwe, Leiter Schneephysik am WSL Institut für Schnee und Lawinenforschung (SLF) in Davos. «Doch selbst unter gleichen Bedingungen in der Luft würden andere Kristalle entstehen. Denn die winzigen Teilchen stapeln sich immer auch unter Einfluss des Zufalls.» Es ist also diese hohe kombinatorische Möglichkeit der vielen Einzelmerkmale, welche die Möglichkeit zweier identischer Schneekristalle nahezu ausschliesst.

Vielfältige Schneekristalle in Abhängigkeit von Temperatur und Luftfeuchtigkeit.

Vielfältige Schneekristalle in Abhängigkeit von Temperatur und Luftfeuchtigkeit.

Schnee gewinnt an Stellenwert

Seit 15 Jahren untersucht Henning Löwe die physikalischen Eigenschaften von Schnee und der damit zusammenhängenden Schneemetamorphose, die Veränderung der Schneestruktur. Das interessiert mittlerweile nicht mehr nur Lawinenforscher, die an der Schneestruktur beispielsweise erkennen können, ob akute Lawinengefahr besteht. Auch Klimaforscher sind an der Zusammensetzung von Schnee vermehrt interessiert. Neben verschiedenen Forschungsprojekten gibt es daher jüngst auch eine Zusammenarbeit zwischen dem SLF und der ESA, der europäischen Weltraumorganisation. Schnee hat also einen gewissen Stellenwert erreicht. «Die Schneeforschung ist eindeutig wichtiger geworden», betont auch Henning Löwe. «Und dank dem technischen Fortschritt sowie der globalen Zusammenarbeit gibt es auch Zugang zu immer mehr Details.» Dieser Zusammenarbeit ist es zu verdanken, dass Henning Löwe vor kurzem zum ersten Mal Einblick in eine ganz aussergewöhnliche Kristallform hatte. «Wir kennen die üblichen Kristallformen wie die Plättchen oder Dendriten.

Auch Säulen haben wir schon gesehen. Aber als uns eine dänische Forscherkollegin einen Schneekristall in Form einer Makkaroni geschickt hat, haben wir wirklich gestaunt», so der Schneephysiker. Diese «Nudel» entstand bei sehr tiefer Temperatur. Aber hat das noch etwas mit einem Kristall gemein? Ja, denn die Atome, Moleküle und Ionen, aus denen Schneekristalle aufgebaut sind, sind zu gleichmässigen Strukturen angeordnet. Der Aufbau von Glas beispielsweise ist dagegen ungleichmässig. Doch zu unserer romantisierten Vorstellung eines Kristalls passen die klassischen Schneeflocken, die «Plättchen», einfach besser. Prismenförmige Stäbchen, Nadeln oder nudelartige Gebilde nehmen der Schneeflocke ganz klar ihren Charme.

So sehr sich Schneekristalle unterscheiden, gibt es doch eine Gemeinsamkeit: ihre sechseckige Symmetrie. «Man müsste schon die Erde verlassen, um andere Symmetrien zu erhalten», so Henning Löwe. Begnügen wir uns also mit der hexagonalen Vielfältigkeit auf der Erde. Und suchen mit der Lupe nach Spuren von Nudeln im Schnee.

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