Prečo je sneh pri nule lepkavý a prečo sa z neho dobre robia snehové gule?

Raz z neho nedokážete urobiť ani malú guľu, inokedy drží na rukaviciach, topánkach a lopate ako lepidlo. Sneh sa pritom nemusí navonok výrazne líšiť. Rozhoduje najmä jeho teplota, množstvo tekutej vody medzi zrnkami a to, ako sa jednotlivé ľadové kryštály pri stláčaní správajú.

Sneh býva pri teplote blízkej nule lepkavý preto, že obsahuje trochu tekutej vody. Tá vytvára medzi ľadovými zrnkami drobné spojenia, takže po stlačení držia pokope. Veľmi studený a suchý sneh sa skôr rozsype, zatiaľ čo priveľmi mokrý sa zmení na kašu. Samotná teplota vzduchu však nestačí: dôležitý je skutočný stav snehovej vrstvy.

Rozdiel je vo vode, nie v nejakej zvláštnej odrode snehu

Sneh je zložený z ľadových kryštálov a vzduchu. Kryštály môžu mať rôzne tvary a počas pobytu na zemi sa menia. Keď je dostatočne chladno, medzi zrnkami nemusí byť takmer žiadna tekutá voda. Prachový sneh sa preto pri naberaní a stláčaní správa inak než vlhký sneh po oteplení.

Keď sa teplota snehu dostane blízko bodu topenia, na povrchu zŕn sa môže objaviť tenká vrstva vody. Pri kontakte dvoch zŕn vytvára voda meniskus: zakrivenú hladinku, ktorá ich pomáha priťahovať kapilárnymi silami. Je to podobný princíp, ako keď sa mokrý pohár prilepí k podložke. Netreba si predstavovať, že celý sneh sa roztopil a potom okamžite zmrzol.

Odborná snehová encyklopédia Avalanche.org rozlišuje suchý, mierne vlhký, mokrý a veľmi mokrý sneh podľa množstva tekutej vody. Mierne vlhký sneh sa už dá ľahko stlačiť do gule. Pri ďalšom pribúdaní vody sa jeho správanie opäť mení. Označenie „lepkavý“ tak opisuje určitý rozsah podmienok, nie každú situáciu s teplotou presne 0 °C.

Prečo sa zo suchého prašanu guľa rozpadá

Ak siahnete do čerstvého prašanu počas silného mrazu, snehové zrnká sa často rozsypú hneď, ako otvoríte dlaň. Nemajú dostatok tekutej vody, ktorá by ich pri krátkom stlačení držala spolu. To ale neznamená, že suchý sneh vôbec nevytvára pevné spojenia: ľadové zrná sa dokážu postupne spájať aj bez tekutej vody.

Tento proces sa označuje ako spekanie alebo sintrácia snehu. Medzi zrnami vznikajú ľadové mostíky, ktoré sa môžu časom zväčšovať. Pomáha pri tom prestavba kryštálov, presun vodnej pary a mechanické zhutňovanie. Preto môže aj starší suchý sneh vytvoriť pomerne súdržnú vrstvu, hoci čerstvý prachový sneh zozbieraný do ruky nedrží.

Pri výrobe snehovej gule však potrebujete výsledok v priebehu sekúnd, nie po hodinách či dňoch. Malé množstvo vody medzi zrnkami preto spraví dramatický rozdiel. Keď má sneh vhodnú vlhkosť, stlačením zmenšíte vzduchové medzery, zvýšite počet kontaktov medzi zrnami a vytvoríte kompaktný tvar.

Čo sa deje, keď je vody priveľa

Možno ste zažili aj opačný extrém: mokrý sneh sa vám najprv prilepí na dlaň, ale pri silnejšom stlačení z neho vyteká voda a guľa sa deformuje. To už nie je ideálny materiál na pevné snehové gule. Nadbytočná voda vyplňuje medzery medzi zrnkami a sneh stráca niektoré vlastnosti pevnej pórovitej hmoty.

Avalanche.org opisuje postupný prechod od vlhkého snehu cez veľmi mokrý sneh až k snehovej kaši. Rozhoduje množstvo vody aj to, či sa voda už voľne pohybuje medzi zrnami. Ak ju dokážete zo snehu ľahko vytlačiť, nejde o rovnaký stav ako pri mierne vlhkej, dobre tvarovateľnej guli.

Takýto materiál je nielen nepríjemný na rukaviciach. Na strechách a stromoch môže byť mokrý sneh výrazne ťažší než ľahký prašan s rovnakou výškou vrstvy, a preto môže predstavovať záťaž. Na strmých svahoch zasa prítomnosť vody mení pevnosť snehovej pokrývky. Z jednoduchého pokusu so snehovou guľou však bezpečnosť svahu neurčíte; lavínové riziko vyžaduje samostatné odborné posúdenie.

Prečo nestačí pozrieť sa na teplomer

Vzduch môže mať jeden stupeň nad nulou, no sneh, ktorý ležal celú noc v tieni, môže byť ešte studený a suchý. Naopak pri miernom mraze sa na slnečnom mieste môže povrch snehu prehrievať a lokálne zvlhnúť. Svoju úlohu zohráva aj predchádzajúce počasie, dážď, slnečné žiarenie či vietor.

Snehové zrná navyše menia tvar po napadnutí. Čerstvé hviezdicové vločky postupne strácajú ostré výbežky, zhlukujú sa alebo vytvárajú nové spojenia. Keď raz sneh premrzne po odmäku, môže sa zmeniť na tvrdú kôru. Na výrobu snehuliaka teda nemusí stačiť, že mobil práve ukazuje nulu.

Najjednoduchší domáci test je jemne nabrať čistý sneh, krátko ho stlačiť a pozrieť sa, či drží tvar. Ak sa rozpadá, je pravdepodobne priveľmi suchý alebo má nevhodnú štruktúru. Ak z neho tečie voda, je priveľmi mokrý. Toto je praktické pozorovanie, nie presné meteorologické meranie.

Prečo sa mokrý sneh lepí aj na lopatu a topánky

Princíp je podobný ako pri snehovej guli, ale pridáva sa povrch materiálu. Voda môže vytvoriť kontakt medzi mokrými zrnkami a podrážkou, kovom či plastom. Keď sa časť vody pri chladnejšom povrchu znovu zmení na ľad, prichytenie môže byť ešte silnejšie. Výsledok závisí od teploty lopaty, jej povrchovej úpravy aj od samotného snehu.

Neznamená to, že na každý druh mokrého snehu existuje univerzálny trik. Pri odpratávaní je rozumnejšie voliť menšie dávky, pretože voda zvyšuje hmotnosť odhadzovaného materiálu. Ak sa sneh lepí na náradie, nie vždy pomôže silnejší záber: často len naberiete priveľa ťažkej hmoty naraz.

Krátka odpoveď pre malých staviteľov snehuliakov

Na snehuliaka je vhodný sneh, ktorý sa po miernom stlačení spojí do pevnej gule, ale voda z neho netečie. Zvyčajne ho nájdete počas odmäku alebo pri teplote okolo nuly, nie je to však istota. Silný mráz dá často pekný prašan na lyžovanie, no na guľovačku býva nepoddajný. Rozdiel nevysvetľuje tajná prísada: rozhoduje fyzika ľadu, vody a vzduchu.

Zdroje

1. Avalanche.org – Water content (stupne vlhkosti snehu a tvorba snehových gulí) – https://avalanche.org/avalanche-encyclopedia/snowpack/snow-metamorphism/melt/water-content/
2. Avalanche.org – Bonding (or Sintering) (vznik pevných spojení medzi snehovými zrnami) – https://avalanche.org/avalanche-encyclopedia/snowpack/snow-metamorphism/bonding-or-sintering/