Über Schnee ist bereits viel geschrieben worden. Es gibt unzählig viele Bilder zu perfekt gewachsenen Schneekristallen, aber nur sehr wenig zu Schnee, den man auf der Piste oder in der Loipe findet. Hier setzt der neue Beitrag unserer Wissenschaftsreihe an und vermittelt ein lebendiges Bild zu Schnee in seinen vielen Ausprägungen. Mit Handy und Minimikroskop erhält man phantastische Bilder von den Schneekörnern. Man erkennt ihre Form und die Verteilung von Wasser zwischen ihnen. Mit dieser Information und dem Wissen, wie Schneefeuchte und Schneetemperatur miteinander verbunden sind, lässt sich eine sichere Wachsempfehlung treffen.
Unterschiedliche Schneearten
Das Bild demonstriert an vier repräsentativen Beispielen den Zusammenhang zwischen Schneetemperatur, Schneefeuchte, Gleit- und Haftreibung. Zusätzlich sieht man Mikroskopieaufnahmen des Schnees. Das Bild ist folgendermaßen zu lesen. In Teilbild blau beträgt die Schneekorngröße ca. 100 µm. Der Schnee ist kalt und die einzelnen Körner zeigen nur wenige gefrorene Verbindungen untereinander. Somit besteht die Gefahr, dass sich Körner in die Riefen der Schliffstruktur setzen und die Reibung erhöhen. In unserem Beispiel betrug die Riefenbreite der Schliffstruktur weniger als 50 µm, so dass diese Gefahr nicht bestand. Da die Körner abgerundet sind und sich kein freies Wasser zwischen ihnen befindet, gibt es keine Saugkräfte und die Reibung ist sehr klein. Im Teilbild rot herrschen ähnliche Temperaturen und Feuchten wie im Fall blau. Durch die größeren Körner wird der Einfluss der Schneefeuchte kompensiert, was sich in geringerer dynamischer Reibung äußert.
Saugeffekt und Reibung
Im Teilbild grün befindet sich der Schnee am Schmelzpunkt. Trotz großer und runder Körner überwiegt der Saugeffekt, der zu besonders hoher Haftreibung führt. Ein Gleitreibungswert von 0,4 entspricht dem Widerstand, den man beim Rutschen auf Strümpfen über Parkett spüren würde. Im Teilbild grau herrschen nahezu identische Reibwerte wie im Bild grün, aber eine deutlich kleinere Schneefeuchte. Somit scheidet der Saugeffekt als Grund für hohe Reibung aus. Die Ursache für die hohe Reibung liegt in den kleinen und eckigen Körnern, die in die Schliffstruktur des Belags eindringen und dort wie Sand im Getriebe wirken. Diesen Effekt kann man über die Messung der Schneehärte quantifizieren. Ist sie klein, werden viele Körner – wenn sie die passende Größe haben – in die Schliffstruktur eindringen. Darüber hinaus führen kleine und eckige Körner zum Pflügen des Skibelags, was wiederum die Reibung erhöht.
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