Proč je sníh kolem nuly lepkavý a proč se z něj dobře dělají sněhové koule?

Jednou z něj nedokážete udělat ani malou kouli, jindy drží na rukavicích, botách a lopatě jako lepidlo. Sníh přitom nemusí na pohled vypadat výrazně jinak. Rozhoduje hlavně jeho teplota, množství tekuté vody mezi zrny a to, jak se jednotlivé ledové krystaly při stlačování chovají.

Sníh bývá při teplotě blízké nule lepkavý, protože obsahuje trochu tekuté vody. Ta vytváří mezi ledovými zrny drobná spojení, takže po stlačení drží pohromadě. Velmi studený a suchý sníh se spíše rozsype, zatímco příliš mokrý se změní v břečku. Samotná teplota vzduchu však nestačí: důležitý je skutečný stav sněhové vrstvy.

Rozdíl spočívá ve vodě, ne v nějakém zvláštním druhu sněhu

Sníh se skládá z ledových krystalů a vzduchu. Krystaly mohou mít různé tvary a během pobytu na zemi se mění. Když je dostatečně chladno, mezi zrny nemusí být téměř žádná tekutá voda. Prašan se proto při nabírání a stlačování chová jinak než vlhký sníh po oteplení.

Když se teplota sněhu dostane blízko bodu tání, na povrchu zrn se může objevit tenká vrstva vody. Při kontaktu dvou zrn vytváří voda meniskus: zakřivenou hladinku, která je pomáhá přitahovat kapilárními silami. Jde o podobný princip jako tehdy, když se mokrá sklenice přilepí k podložce. Není třeba si představovat, že všechen sníh roztál a pak okamžitě zmrzl.

Odborná sněhová encyklopedie Avalanche.org rozlišuje suchý, mírně vlhký, mokrý a velmi mokrý sníh podle množství tekuté vody. Mírně vlhký sníh už lze snadno stlačit do koule. S dalším přibýváním vody se jeho chování opět mění. Označení „lepkavý“ tedy popisuje určitý rozsah podmínek, nikoli každou situaci s teplotou přesně 0 °C.

Proč se koule ze suchého prašanu rozpadá

Když sáhnete do čerstvého prašanu během silného mrazu, sněhová zrnka se často rozsypou hned, jak otevřete dlaň. Nemají dostatek tekuté vody, která by je při krátkém stlačení držela pohromadě. To ale neznamená, že suchý sníh vůbec nevytváří pevná spojení: ledová zrna se mohou postupně spojovat i bez tekuté vody.

Tento proces se označuje jako spékání neboli sintrování sněhu. Mezi zrny vznikají ledové můstky, které se mohou časem zvětšovat. Pomáhá tomu přestavba krystalů, přesun vodní páry a mechanické zhutňování. I starší suchý sníh proto může vytvořit poměrně soudržnou vrstvu, přestože čerstvý prašan nabraný do ruky nedrží.

Při výrobě sněhové koule však potřebujete výsledek během několika sekund, ne po hodinách či dnech. Malé množství vody mezi zrny proto znamená dramatický rozdíl. Když má sníh vhodnou vlhkost, stlačením zmenšíte vzduchové mezery, zvýšíte počet kontaktů mezi zrny a vytvoříte kompaktní tvar.

Co se děje, když je vody příliš

Možná jste zažili i opačný extrém: mokrý sníh se vám nejprve přilepí na dlaň, ale při silnějším stlačení z něj vytéká voda a koule se deformuje. To už není ideální materiál pro pevné sněhové koule. Přebytečná voda vyplňuje mezery mezi zrny a sníh ztrácí některé vlastnosti pevné pórovité hmoty.

Avalanche.org popisuje postupný přechod od vlhkého sněhu přes velmi mokrý sníh až ke sněhové břečce. Rozhoduje množství vody i to, zda se voda už volně pohybuje mezi zrny. Pokud ji dokážete ze sněhu snadno vytlačit, nejde o stejný stav jako u mírně vlhké, dobře tvarovatelné koule.

Takový materiál není jen nepříjemný na rukavicích. Na střechách a stromech může být mokrý sníh při stejné výšce vrstvy výrazně těžší než lehký prašan, a může proto představovat zátěž. Na strmých svazích zase přítomnost vody mění pevnost sněhové pokrývky. Z jednoduchého pokusu se sněhovou koulí však bezpečnost svahu neurčíte; lavinové riziko vyžaduje samostatné odborné posouzení.

Proč nestačí podívat se na teploměr

Vzduch může mít jeden stupeň nad nulou, ale sníh, který ležel celou noc ve stínu, může být stále studený a suchý. Naopak při mírném mrazu se může povrch sněhu na slunném místě přehřívat a místně zvlhnout. Roli hraje také předchozí počasí, déšť, sluneční záření či vítr.

Sněhová zrna navíc po napadnutí mění tvar. Čerstvé hvězdicové vločky postupně ztrácejí ostré výběžky, shlukují se nebo vytvářejí nová spojení. Když sníh po oblevě znovu promrzne, může se změnit v tvrdou krustu. Na stavbu sněhuláka tedy nemusí stačit, že telefon právě ukazuje nulu.

Nejjednodušší domácí test je jemně nabrat čistý sníh, krátce ho stlačit a podívat se, zda drží tvar. Pokud se rozpadá, je pravděpodobně příliš suchý nebo má nevhodnou strukturu. Pokud z něj teče voda, je příliš mokrý. Jde o praktické pozorování, nikoli přesné meteorologické měření.

Proč se mokrý sníh lepí také na lopatu a boty

Princip je podobný jako u sněhové koule, ale přidává se povrch materiálu. Voda může vytvořit kontakt mezi mokrými zrny a podrážkou, kovem či plastem. Když se část vody na chladnějším povrchu znovu změní v led, přichycení může být ještě silnější. Výsledek závisí na teplotě lopaty, její povrchové úpravě i na samotném sněhu.

Neznamená to, že na každý druh mokrého sněhu existuje univerzální trik. Při odklízení je rozumnější volit menší dávky, protože voda zvyšuje hmotnost odhazovaného materiálu. Pokud se sníh lepí na nářadí, ne vždy pomůže větší záběr: často jen naberete příliš mnoho těžké hmoty najednou.

Krátká odpověď pro malé stavitele sněhuláků

Na sněhuláka je vhodný sníh, který se po mírném stlačení spojí do pevné koule, ale neteče z něj voda. Obvykle ho najdete během oblevy nebo při teplotě kolem nuly, není to však jistota. Silný mráz často přinese pěkný prašan na lyžování, ale pro koulovačku bývá nepoddajný. Rozdíl nevysvětluje žádná tajná přísada: rozhoduje fyzika ledu, vody a vzduchu.

Zdroje

1. Avalanche.org – Water content (stupně vlhkosti sněhu a tvorba sněhových koulí) – https://avalanche.org/avalanche-encyclopedia/snowpack/snow-metamorphism/melt/water-content/
2. Avalanche.org – Bonding (or Sintering) (vznik pevných spojení mezi sněhovými zrny) – https://avalanche.org/avalanche-encyclopedia/snowpack/snow-metamorphism/bonding-or-sintering/