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Schnee Special

Was ist Schnee, wie entsteht er und welche Schneearten gibt es?

Schnee ist das wichtigste "Material" für den Wintersport, ohne ihn geht auf Pisten und Loipen gar nichts. Während man in den Skigebieten oftmals auf Neuschnee hofft, verursacht er im Flachland meist Verkehrschaos. Doch was genau ist eigentlich Schnee? Wie entsteht er und welche Schneearten gibt es? Was ist der Unterschied zwischen Naturschnee, technischem Schnee und Kunstschnee?

Was ist Schnee?

Schnee-Verkehrsschild
Schnee hat meist die typische, sechseckige Form. © Rainer Sturm / pixelio.de

Schnee besteht aus vielen kleinen Schneekristallen, die in einem Kristallgitter fest miteinander verbunden sind. Schneeflocken sind keine gefrorenen Wassertropfen, sondern bilden sich in einer Kette von physikalischen Prozessen.

Die meist sechseckige Form der Schneekristalle erklärt sich aus der Kristallgitter-Struktur der Wassermoleküle. Diese bilden, wenn es kalt genug ist, die typische Sternstruktur aus. Die genaue Form der Schneeflocken ist abhängig von der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit bei der Entstehung.

Wie entsteht Schnee?

Zur Bildung von Schnee gibt es drei Voraussetzungen: Ausreichende Luftfeuchtigkeit, eine Temperatur unter 0 °C und Gefrierkeime. Die Luft enthält eine bestimmte Menge an Wasserdampf. An Kondensationskernen, die in der Regel chemische Partikel in der Luft sind, lagert sich der Wasserdampf ab und es bilden sich kleine Wassertröpfchen. Diese Wassertröpfchen haben eine Temperatur unter 0 °C.

Schneekristalle
Bei wärmeren Temperaturen bilden sich kunstvolle Schneekristalle. © M. Großmann / pixelio.de

Dadurch gefrieren diese Wassertröpfchen zu Eiskristallen. Weiterer Wasserdampf oder wärmere Eiskristalle treffen auf kalte Eiskristalle und verketten sich zu einem Eiskristallgitter. Dieser Prozess wiederholt sich in der Wolke immer wieder, schließlich kann eine Schneeflocke aus mehreren Millionen Eiskristallen bestehen. Erst wenn die Schneeflocke schwer genug ist, fällt sie aus der Wolke.

Die Form der Kristalle ist abhängig von der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit. Bei Temperaturen von -6 bis -10 °C bilden sich Säulen, bis -12 °C Plättchen und erst ab -12 °C Sterne. Da die Bedingungen bei der Entstehung der Kristalle nie zu 100 Prozent übereinstimmen, geht man davon aus, dass jedes Schneekristall einzigartig ist.

Die Größe der Schneeflocken, die sich als Neuschnee ablagern, hängt von der Temperatur ab. Ist es wärmer als -5° C bilden sich große Schneeflocken. Bei kühleren Temperaturen wird die Luft trockener und die Flocken sind kleiner.

Welche Arten von Schnee unterscheidet man?

Es gibt unterschiedliche Schneearten, die sich durch äußere Einflüsse wie Temperatur, Sonneneinstrahlung oder Schneedeckenaufbau im Laufe des Winters verändern.

Schneemann
Schneemänner baut man am besten aus Feuchtschnee. © Rufin Schullian / pixelio.de

Als Neuschnee bezeichnet man frisch gefallenen Schnee mit einer Dichte von 50 bis 200 kg/m³. Die Dichte ist abhängig von der Kristallstruktur und somit auch von der Temperatur. Schnee mit einer Säulenstruktur knapp unter dem Gefrierpunkt hat eine Dichte von 150 bis 200 kg/m³. Die Sternkristalle ab -12 °C sind deutlich fluffiger und besitzen nur eine Dichte von 50 bis 100 kg/m³. Durch Temperaturerwärmung, Sonneneinstrahlung oder zusätzliches Gewicht durch weiteren Neuschnee verändert sich der Charakter. Deshalb gibt es Neuschnee in der Regel nur 24 bis 48 Stunden.

Pulverschnee ist sehr trockener Schnee mit sehr geringer Dichte und meist aus sternenförmigen Kristallen besteht. Der Luftanteil kann bis zu 95 % betragen. In diesem Fall liegt die berechnete Dichte bei 46 kg/m³.

Der ideale Pulverschnee ist auch bekannt als der Champagne-Powder. Dieser kommt vor allem in den Rocky Mountains vor und ist nur bei extremer Luftrockenheit und polarer Luft möglich. Pulverschnee und Powder sind besonders begehrt zum Skifahren. Durch die kleine Dichte ist der Widerstand beim Fahren besonders gering und dies ermöglicht maximalen Fahrspaß.

Feuchtschnee entsteht, wenn die Temperatur über 0 °C steigt oder die Sonneneinstrahlung stark genug ist, damit der Schnee anschmilzt. Dieser pappt sehr gut und eignet sich für Schneeballschlachten.

Sulzschnee gibt es meist beim Frühlingsskifahren. Im Frühling ist die Einstrahlung der Sonne bereits so stark und die Temperaturen steigen selbst im Hochgebirge auf deutliche Plusgrade. Dadurch verändert ein Teil des Schnees seinen Aggregatzustand zu flüssig und der restliche Schnee hat somit einen hohen Feuchtigkeitsanteil. Sulzschnee verursacht auf vielen Pisten oftmals Buckel.

Firn bezeichnet Schnee mit einer Dichte ab 600 kg/m³. Firn entsteht durch großen Gewichtsdruck, der auf den Schnee einwirkt. Der Druck entsteht durch das Eigengewicht einer hohen Schneedecke. Zusätzlich versickert bei Tauwetter immer wieder Wasser und verfestigt den Schnee, bis daraus Firn wird. Die Schneekristallstruktur wird hierbei zerstört. Wenn Firn mehrere Jahre bestehen bleibt, entwickelt sich nach langer Zeit Gletschereis mit einer Dichte von 900 kg/m³. In den Alpen wird davon ausgegangen, dass hierfür zehn Jahre nötig sind.

Aperes Gletschereis und Firn im Ötztal
Gletscher und Firn © Schneemenschen GmbH

Warum ist Schnee eigentlich weiß?

Schneeflocken sind - genau wie Wassertropfen – eigentlich farblos. Die Schneekristalle fungieren jedoch wie kleine Spiegel, die die Farbanteile des Sonnenlichts in gleichen Anteilen absorbieren. Deshalb bleibt der Charakter des Ausgangslichts bestehen. Da das Sonnenlicht weiß ist, erscheint der Schnee ebenfalls weiß.

Warum ist technischer Schnee so wichtig?

In vielen Skigebieten reicht vor allem in der Früh- und Spätsaison der natürliche Schneefall nicht mehr aus, um die Grundbeschneiung zu gewährleisten. Als Grundbeschneiung gilt eine durchschnittliche Schneedecke von 40 cm, wobei diese bei vielbefahrenen oder steilen Pisten ansteigt. In der Wissenschaft gilt ein Skigebiet in den Alpen ohne Schneeerzeuger ab durchschnittlich 1.500 Meter als schneesicher. In den Nordalpen sinkt diese Grenze auf 1.200 Meter, in Norditalien steigt sie hingegen auf bis zu 1.800 Meter. Deshalb ist es nötig, Schnee durch verschiedene Methoden in der Vorsaison herzustellen. In der Regel verwendet man hierzu Schneeerzeuger.

Der Alpenraum ist eine der Regionen, die am stärksten vom Klimawandel betroffen ist. Dadurch - und auch wegen der höheren Ansprüche der Wintersportler - werden jährlich zahlreiche Milllionen Euro in die Infrastruktur für Schneeerzeugung investiert. Allein im Jahr 2017 wurden in Österreich schätzungsweise 100 Millionen Euro investiert. Von 2007 bis 2017 werden die Ausgaben auf 1,4 Milliarden Euro beziffert.

Wie wird technischer Schnee hergestellt?

Schneekanone
Rund 3.100 Schneekanonen stehen in Europas Skigebieten. © Kurt Michel / pixelio.de

Man unterscheidet zwischen zwei wesentlichen Schneeerzeugern: Propellermaschinen und Schneilanzen. Bei beiden Schneeerzeugern wird Wasser unter großen Druck von bis zu 60 bar durch sehr kleine Wasserdüsen gestäubt. Durch die Zerteilung des Wassers in kleine Tropfen wird die Oberfläche vergrößert, sodass mehr Wasser innerhalb von kurzer Zeit gefrieren kann.

Je besser die Zerstäubung, desto besser ist auch die Qualität des technischen Schnees. Bei zu großer Tropfengröße gefriert nur ein Teil des Wassers und es bilden sich Eisplatten auf der Piste. Jedoch muss bei der Größenwahl die Witterung bebachtet werden, da kleine Tropfen sehr windanfällig sind. Zusätzlich befinden sich im Wasser Nukleationskeime, die wie in einer Wolke als Gefrierkeime agieren. Nukleationskeime sind Aerosole oder andere chemische Keime. Dieser Prozess wird verstärkt durch sogenannte Nukleartordrüsen.

Diese Drüsen versprühen noch kleinere Wassertröpfchen mit einem Durchmesser von 0,1 Mikrometer. Durch den extrem kleinen Durchmesser gefrieren diese Tropfen direkt und agieren ebenfalls als Gefrierkeime. Sobald diese Gefrierkeime auf die restlichen kleinen Wassertröpfchen treffen, verschmelzen diese und es bildet sich im Fallen trockener Schnee.

Welche Schneeerzeuger sind besser geeignet?

Die Propellermaschinen haben bei idealen Umweltbedingungen eine deutlich höhere Beschneiungsleistung. Pro Stunde können Propellermaschinen über 100 m³/h Schnee herstellen. Die Höchstleistung von Lanzen liegt hierbei bei nur 60 m³/h. Allerdings benötigt die Propellermaschine auf Grund eines zusätzlichen Ventilators deutlich mehr Energie. Die Lanzen sind auf Grund ihrer Höhe von fast zehn Metern deutlich windanfälliger. Deshalb werden Lanzen oftmals auf breiten Pisten eingesetzt, sodass der technische Schnee selbst bei mäßigem Wind auf der Piste landet.

Die Propellermaschine sind deutlich teurer in der Anschaffung und zudem lauter. Sie werden vor allem für punktuelle Gefahrenstellen wie Mulden, steilen Pisten oder Skiwege verwendet. Mittlerweile werden sie allerdings auch zunehmend im gesamten Skigebiet eingesetzt.

Was ist besser - Naturschnee oder technischer Schnee?

Technischer Schnee und Naturschnee unterscheiden sich vor allem in der Dichte. Pulverschnee hat eine Dichte von rund 50 kg/m³. Die Dichte von technischem Schnee liegt hingegen bei ca. 300 kg/m³. Die ideale Dichte für den perfekten Schnee auf einer präparierten Piste beträgt 350 bis 400 kg/m³. So ist eine deutliche Verfestigung von Pulverschnee nötig. Hierfür benötigen die Pistenraupenfahrer je nach Menge des Neuschnees mehrere Fahrten mit der Schneeraupe. Daher ist technischer Schnee deutlich besser für die Präparierung geeignet.

Zusätzlich hat technischer Schnee eine deutlich höhere Wärmeresistenz und ist besonders für die Spätsaison wichtig. Zudem sind Talabfahrten, auf denen technischer Schnee liegt, deutlich länger geöffnet. Viele Skifahrer bevorzugen nach wie vor Naturschnee, weil hier der Fahrspaß höher ist. Welche Schneeunterlage tatsächlich besser ist, ist eine individuelle Entscheidung. Fakt ist jedoch, dass technischer Schnee besonders in den niedrig gelegenen Skigebieten und in der Vorsaison essentiell ist.

Frisch Präparierte Piste in der Zillertal Arena
Präparierte Piste © Schneemenschen GmbH

Was ist Kunstschnee?

In der Volkssprache gibt es nur einen Unterschied zwischen Kunstschnee und Naturschnee. Kunstschnee wird demnach von entsprechenden Schneeerzeugern erzeugt. Mittlerweile gibt es verschiedene Entwicklungen im Schneemanagement, die weitere Unterscheidungen notwendig machen: Kunstschnee wird mittels Schneeerzeugern hergestellt, jedoch kommt ein Zusatzmittel namens "SnowMax" zum Einsatz.

SnowMax besteht aus Eiweißstoffen von abgetöten Bakterien. Durch dieses Zusatzmittel wird die Anzahl von Nukleationskerne erhöht, wodurch die Effizienz der Schneeerzeugung deutlich ansteigt. Die Beschneiungstemperatur kann um bis zu fünf Kelvin höher sein im Vergleich zur benötigen Temperatur bei der Herstellung von technischem Schnee. SnowMax ist umstritten und deshalb in Österreich und Deutschland verboten.

Weiteres Wissenswertes zum Thema Schnee

Schneefall ist nicht immer durch großflächige Wetterlagen bedingt. Kraftwerke oder andere Industrie-Großanlagen verursachen den sogenannten Industrieschnee, der nur lokal begrenzt um die Anlage fällt.

Ein weiteres Phänomen ist der "Lake Effect Snow", der um die großen Seen in Nordamerika auftritt. Dabei wehen im Winter kalte Winde über die Seen mit warmem Wasser, die dann Wasserdampf aufnehmen, der am Ufer als Schnee niederfällt.

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