Wetter: Alles, was Sie über die verrücktesten Winterphänomene wissen sollten

Anmerkung des Herausgebers: Bei extrem kaltem Wetter können ungewöhnliche Phänomene auftreten, von sogenanntem Meeresrauch bis zu matschigen Meereswellen. Wie der atmosphärische Wissenschaftler Scott Denning erklärt, werden diese auffälligen Ereignisse hauptsächlich durch das Verhalten von Wasser bei sehr kalten Temperaturen verursacht.

Warum scheinen See- und Ozeanwasser bei Kälteeinbrüchen zu dampfen?

Es gibt drei Phasen oder Zustände von Wasser: festes Eis, flüssiges Wasser und gasförmiger Wasserdampf. Selbst bei extrem kaltem Wetter kann flüssiges Wasser nicht kälter sein als der Gefrierpunkt - etwa 32 Grad Fahrenheit -, so dass die Oberfläche des Ozeans viel wärmer ist als die Luft darüber.

Vom wärmeren Ozean verdampft viel Wasser in die kältere trockene Luft. Sobald dieses unsichtbare Gas ein wenig über das relativ warme Wasser steigt, trifft es auf Luft, die viel kälter ist und nicht viel Dampf aufnehmen kann. Der Dampf kondensiert zu mikroskopisch kleinen Tröpfchen von flüssigem Wasser in der Luft.

Manche Leute nennen die wackligen Wolken, die durch Kondensation direkt über dem Wintermeer oder den Seen verursacht werden, "Seeluft". Das ist ein besserer Begriff als Dampf. Echter Dampf ist sehr heißer Wasserdampf, dh Wasser in seiner Gasphase, die unsichtbar ist.

Wetterbeobachter scheinen sich sehr auf Donnerschnee zu freuen. Was ist das und warum ist es selten?

Donner ist ein Schallknall, der entsteht, wenn sich die Luft durch einen Blitz schneller ausdehnt als die Schallgeschwindigkeit. Blitze entstehen durch Funken statischer Elektrizität zwischen Wolken und Boden. Die Reibung, die diese Statik bildet, wird in der Regel durch schnell ansteigende „Thermik“ der aufsteigenden Luft an heißen Sommertagen verursacht, weshalb im Sommer Gewitter häufig vorkommen.

Die Luft kann nicht aus dem kalten Winterboden aufsteigen, da kalte Luft dicht ist, so ist der Donner im Winter ziemlich ungewöhnlich. Donnerschnee kommt vor, wenn von Norden kalte Luft hereinströmt. Diese kalte Luft ist dichter als die Luft an der Oberfläche. Sie fällt also buchstäblich herunter und drückt die Oberflächenluft nach oben. Dies kann genau die gleiche statische Aufladung wie bei einem Sommergewitter verursachen, und BOOM - Donnerschnee! Dies geschieht nur bei einer wirklich dramatischen Temperaturänderung, wie zum Beispiel beim Anflug einer arktischen Kaltfront.

Wie häufig frieren die Ozeane außerhalb der Polarregionen?

Salzwasser hat einen niedrigeren Gefrierpunkt als Süßwasser, weshalb wir unsere Straßen und Gehsteige mit Salz füllen, um im Winter Eis zu schmelzen. Meerwasser ist so salzig, dass es zum Einfrieren wirklich kalt werden muss - etwa 28 Grad Celsius. Es ist ziemlich ungewöhnlich, dass Meerwasser in den kontinentalen Vereinigten Staaten einfriert, obwohl dies im arktischen Winter ständig geschieht.

Wenn Meerwasser gefriert, wird das meiste Salz in das darunter liegende Meerwasser gedrückt. Deshalb können Menschen in der Arktis Meereis für Trinkwasser schmelzen. Da sich an der Meeresoberfläche kleine Süßwassereis bilden, wird das verbleibende Wasser salziger und salziger, so dass es immer schwieriger wird, es zu gefrieren.

Aber manchmal, wenn es extrem kalt ist, bilden sich kleine Eisschollen an der Oberfläche des Ozeans. Wellen brechen sie auf, so dass die Oberfläche wie ein Wellenschlupf aussehen kann. Für alle, die der Kälte trotzen möchten, ist es wild, am Ufer zu stehen und das rauchende, matschige Meer mit seiner Zeitlupe zu beobachten. An den Polen ist es so kalt, dass schwimmende Eiskristalle schließlich zu Meereis zusammenlaufen.

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass der Mars auch Schneefall hat. Wie unterscheiden sie sich vom Schnee auf der Erde?

Die Atmosphäre auf dem Mars ist nahezu reines Kohlendioxid, das wir als das Treibhausgas kennen, das den Klimawandel hier auf der Erde vorantreibt. Die Atmosphäre von Mars ist jedoch viel dünner als die unsere, daher fängt sie nicht viel Wärme ein. An einem schönen marsianischen Sommertag können die Temperaturen 70 Grad Fahrenheit erreichen und dann in derselben Nacht auf minus 100 Grad Celsius fallen.

Die Winter sind dort noch kälter. In den polaren Wintern auf dem Mars wird es so kalt, dass die Luft selbst gefriert, winzige Kohlendioxid-Schneeflocken von der Größe roter Blutkörperchen, die tief genug sind, um Polkappen aus Trockeneis zu bilden.

In der langen Polarnacht fällt rund ein Drittel der gesamten Marsatmosphäre als Schnee. Dadurch wird ein Unterdruck erzeugt, der die Winde von der Sommerhalbkugel des Planeten zur Winterhalbkugel saugt, um den Unterschied auszugleichen. Im Frühjahr kehren diese Winde im Planetenmaßstab um, während das Trockeneis wieder zu Gas wird und am anderen Ende des Mars herausfällt.

Weiter draußen im Sonnensystem haben die "Eisriesen" -Planeten und viele ihrer Monde große Mengen Wasser und Kohlendioxid-Eis - viel größere Mengen als alle unsere Ozeane. Auf der Erde kann sich jedoch kein Trockeneis über minus 110 Grad Celsius bilden. Es wird also niemals Kohlendioxidschnee auf unserem Planeten geben - nur gefrorenes Wasser in all seinen vielen Formen.

Dieser Artikel wurde ursprünglich auf The Conversation von Scott Denning veröffentlicht. Lesen Sie hier den Originalartikel.