Schneesterne – wirklich einzigartig

Schnee. Allein der Gedanke an diese feste Niederschlagsform zaubert dem verdienten Wetterfreund ein glückseliges Lächeln ins Gesicht. Aber es ist auch eine faszinierende Konstruktion. In diesem Sinne sollte hier eine gewisse Wertschätzung ausgeübt werden und zunächst einmal etwas über die Entstehung und Einzigartigkeit der himmlischen Kristalle und Flocken zum Besten gegeben werden.

Malte Neuper Malte Neuper 4 Minuten
Schneestern
Ein Schneestern ist eine einzigartige Struktur, deren Form hauptsächlich durch Wachstum unter verschiedenen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen entsteht

Zunächst der terminologische Unterschied. EINES Schneekristall oder Schneestern ist die Grundform: Das einzelne, meist sechsseitige, filigrane Wesen. Eine Schneeflocke hingegen ist die Ansammlung mehrerer Schneekristalle indem Sie sie zusammenhaken oder mit “Wasserleim” zusammenkleben. Daher beschränken wir uns hier auf die Grundform, den einzelnen Schneekristall.

Bildung von Eiskristallen

Im Grunde – ohne jetzt zu sehr ins Detail zu gehen – entsteht der Kristall aus einer Initiale Ansammlung von Wasserdampf oder sogar supergekühlte Wolkentropfen in einem die Eiskerne, das ist entweder ein kleines festes Teilchen (als Sublimationskern bezeichnet) oder ein gefrorener kleiner Wassertropfen. Zu Das alles passiert in der Regel bei Temperaturen ab -12°C, da die meisten für die Eisbildung wirksamen Eiskeime erst oberhalb dieser Temperatur aktiviert werden. Ohne diesen Eiskern und nur mit „normalen“ Kondensationskernen befinden sich die Wolkentröpfchen normalerweise bis -48°C in einem flüssigen Zustand. Aber das ist nur eine Randnotiz. Nun muss unser gebildeter erster kleiner Eisembryo weiter zu einem wunderschönen Schneestern oder stattlichen Eiskristall heranwachsen. Das geht er durch Sublimation von Wasserdampf zur festen Form des Eiskristalls. Allerdings herrschen in den verschiedenen Luftbereichen unterschiedliche Temperatur- und Feuchtigkeitsverhältnisse und davon abhängig auch unterschiedliche Formen, die der wachsende Kristall annimmt.

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verschiedene Formen

Aufgrund der molekularen Struktur, die nur Winkel von 60 und 120° zulässt, werden größtenteils nur sechseckige Formen gebildet. Diese jedoch in sehr unterschiedlichen Formen. Der japanische Physiker Nakaya Ukichiro (1900–1962) erarbeiteten ein Schema für das Formenwachstum als Funktion von Temperatur und Wasserdampfübersättigung und entwickelten das weit verbreitete Schneekristall-Morphologiediagramm.

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Eiskristall bildet
Eine frühe Klassifikation von Schneeflocken von Israel Perkins Warren (1814-1892) – aus „Snowflakes: A Chapter from the Book of Nature“ (1863)

Hier erscheint es dass die Eiskristallarten bei der Entstehung eine starke Abhängigkeit von der Temperatur zeigen, während die Abhängigkeit von der Übersättigung deutlich geringer ist. Laut Nakay oder später Sir Basil John Mason (1923-2015) gilt für die verschiedenen Hauptarten folgende Tabelle:

Temperaturbereich

Art Eiskristall

0 °C bis -3 °C
-3 °C bis -5 °C
-5 °C bis -8 °C
-8 °C bis -12 °C
-12 °C bis -16 °C
-16 °C bis -25 °C
-25 °C bis -50 °C
dünne sechseckige Platten
Nadeln
Prismen mit Hohlräumen
sechseckige Platten
dendritische Kristalle (die klassischen Schneeflocken)
Aufzeichnung
Prismen mit Hohlräumen

Das bedeutet, dass ein Eiskristall, wenn er durch die Atmosphäre „fällt“, in Luftschichten mit unterschiedlichen Temperaturen und unterschiedlichen Feuchtigkeitswerten eindringt. Auf seiner Reise zur Erde wird seine Konstruktion immer anders verlaufen als bei seiner ursprünglichen Entstehung. Dadurch entstehen unterschiedlichste Formkompositionen und damit Schneekristalle. Die äußeren Bedingungen ändern sich ständig und nicht zuletzt von chaotische Turbulenzen von Luftströmungen Letztendlich sind so viele Kombinationen möglich, wobei Bruchstücke von Kristallen wachsen können oder Verunreinigungen das Wachstum so individuell verändern können wie ein nahezu unendliche Formenvielfalt auftritt, und kein Schneestern gleicht dem anderen. Auf jeden Fall wurden noch keine zwei völlig identischen Schneesterne gefunden.

12-armige Schneesterne

An dieser Stelle sei angemerkt, dass gelegentlich sogar 12-zackige Schneesterne beobachtet werden.

Diese entstehen, wenn zunächst zwei sehr kleine Schneesterne zusammenkommen (zusammenkleben) und sich dann die sechs Arme weiter entwickeln. Und 2 x 6 ist 12.



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