Dit verhaal is een samenvatting van artikelen uit de archieven van The Conversation.

Nu het koude weer over heel Noord-Amerika trekt, hebben sommige gemeenschappen hun sneeuwploegen al in werking gesteld, terwijl andere de voorspellingen in de gaten houden. Sneeuw en ijs kunnen reisplannen verpesten, maar ze spelen ook belangrijke ecologische rollen. En bevroren water kan verbazingwekkende vormen aannemen. Voor de dagen dat alles draait om winterweer, zetten we deze vijf verhalen uit onze archieven in de kijker.

De vreemde vormen die water kan aannemen

Naast sneeuwvlokken en ijspegels kan bevroren water zich ook op verrassende manieren gedragen. Tijdens zeer koude periodes kan het bijvoorbeeld lijken alsof meren stomen als een saunabad.

Zoals atmosferisch wetenschapper Scott Denning van de Colorado State University uitlegt, gebeurt dit omdat het vloeibare water in het meer niet kouder kan zijn dan het vriespunt – ongeveer 32 graden Fahrenheit. Als water uit het relatief warme meer verdampt in de koude droge lucht, condenseert het van damp (gasvormig water) tot kleine waterdruppeltjes in de lucht, die eruit zien als stoom.

Als het extreem koud wordt, kan zich ijs vormen op het oppervlak van de oceaan. Golven breken het af, zodat het water op een golvende slurpee begint te lijken. “Voor iedereen die bereid is de kou te trotseren, is het wild om aan de kust te staan en te kijken naar de rokende slushy zee met zijn slow-motion branding,” schrijft Denning.

Hoe strooizout ijs temt

Wanneer er een grote storm wordt voorspeld, gaan vrachtwagens van nutsbedrijven vaak op pad om straten en snelwegen voor te behandelen, meestal door het sproeien van steenzout of zoutwateroplossingen. Maar in tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, smelt zout geen ijs.

Water bevriest bij 32 graden Fahrenheit, maar vermenging met zout verlaagt het vriespunt. “Het zout belemmert het vermogen van de watermoleculen om vaste ijskristallen te vormen,” legt Julie Pollock uit, assistent-professor scheikunde aan de Universiteit van Richmond. “De mate van vriespuntverlaging hangt af van hoe zout de oplossing is.” Wanneer droog zout op ijs wordt gestrooid, vertrouwt het op de zon of de wrijving van autobanden om het ijs te smelten, waarna het voorkomt dat het opnieuw bevriest.

Pulsen zout kunnen schadelijk zijn voor planten, waterlichamen en in het water levende organismen wanneer het van wegen afspoelt – vooral tijdens de voorjaarsafvoer, die enorme doses kan dragen. Onderzoekers zijn op zoek naar beter verantwoorde opties en bestuderen momenteel toevoegingen zoals melasse en bietensap.

Waarom bomen sneeuw nodig hebben

www.youtube.com

Bietenpekel een ‘geheel natuurlijke’ manier om wegen ijsvrij te maken

Sneeuw lijkt misschien alleen maar problemen op te leveren, vooral als je het moet scheppen. Maar het is ook een waardevolle hulpbron. In het noordoosten hebben milieuwetenschappers Andrew Reinmann en Pamela Templer ontdekt dat wintersneeuw als een deken fungeert en boomwortels en bodemorganismen tegen de kou beschermt.

In experimentele bospercelen waar Reinmann en Templer sneeuw van de grond verwijderden, hebben zij waargenomen dat

“…vorst een voet of meer in de grond dringt, terwijl het zelden meer dan twee centimeter diep reikt in nabijgelegen referentiepercelen met onveranderd sneeuwpakket. En net zoals vries-dooicycli kuilen in de straten van de stad creëren, schuurt en doodt bevriezing van de bodem boomwortels en beschadigt het de wortels die overleven.”

Door de klimaatverandering worden de winters in het noordoosten korter en neemt de sneeuwval af, met ernstige gevolgen voor de bossen. “

twitter.com

De sneeuwval van vandaag op Montgomery Pk in het noorden van White Mtns CA, gezien vanuit Benton Valley. Zeer goede sneeuw voor juni! pic.twitter.com/t8ikfbEY32

Sneeuw is zelfs nog waardevoller in westelijke staten, waar veel gemeenschappen een groot deel van hun drinkwater halen uit sneeuwpakketten die op grote hoogte blijven liggen tot ver in de warme maanden. Ook hier betekenen opwarmende winters minder sneeuw, en wetenschappers nemen al “sneeuwdroogtes” waar.”

Adrienne Marshall, een onderzoeker die hydrologie en klimaatverandering bestudeert aan de Universiteit van Idaho, definieert een sneeuwdroogte als een jaar met zo weinig sneeuw dat dit historisch gezien slechts eens in de vier jaar of minder voorkomt.

“Vandaag de dag komen back-to-back sneeuwdroogtes in het westen van de V.S. ongeveer 7% van de tijd voor,” schrijft ze. “Als de uitstoot van broeikasgassen blijft toenemen, voorspellen onze resultaten dat tegen het midden van de eeuw meerjarige sneeuwdroogtes gemiddeld in 42% van de jaren zullen voorkomen.”

Sneeuwpakketten smelten ook eerder in het voorjaar, wat betekent dat er in de zomer minder water beschikbaar is. Deze veranderingen hebben het hele jaar door gevolgen voor steden, boerderijen, bossen, wilde dieren en de openluchtrecreatiesector in het westen.

Kunnen we het laten sneeuwen?

Als de natuur ons niet de hoeveelheid sneeuw levert die we nodig hebben, hoe kunnen we haar dan een handje helpen? Veel westerse landen en instanties proberen dit al jaren door wolken te zaaien – door deeltjes aan de atmosfeer toe te voegen die als kunstmatige ijskristallen kunnen fungeren en de vorming van sneeuw kunnen bevorderen: Niemand heeft bewezen dat het werkt. Niettemin, “Westelijke staten hebben water nodig, en veel beleidsmakers geloven dat cloud seeding een kosteneffectieve manier kan zijn om het te produceren,” schrijven atmosferische wetenschappers Jeffrey French en Sarah Tessendorf.

In een studie uit 2018 gebruikten French, Tessendorf en collega’s nieuwe computermodelleringstools en geavanceerde radar om te zien of ze ijskristallen konden detecteren die zich vormden op zilverjodide deeltjes die in wolken werden geïnjecteerd. Ze hingen beeldvormende sondes aan de vleugels van onderzoeksvliegtuigen, die in en uit de gezaaide zones van wolken vlogen. In die zones nam de vorming van ijskristallen met honderden toe, wat leidde tot de vorming van sneeuw. Dergelijke resultaten traden niet op in niet-bezaaide gebieden.

Meer onderzoek is nodig om te zien of cloud seeding de waterhuishouding over grote gebieden kan veranderen. En uiteindelijk, zelfs als dat waar blijkt te zijn, zal een andere vraag blijven: Of het de kosten waard is.

Gepost met toestemming van The Conversation.