Alarmsneeuw

Foto Vincent Mentzel Sneeuw in Rotterdam. foto VINCENT MENTZEL/NRCH==F/C==Rotterdam, 2 maart 2005 Mentzel, Vincent

Karel Knip

De laatste sneeuw van de eeuw was dit misschien wel. En nog voor er donderdag een vlok gevallen was hadden de Spoorwegen al de meeste treinen uit de vaart genomen: je kunt de overlast en maatschappelijke ontwrichting niet ver genoeg voor zijn. Als de meteoroloog ‘weeralarm’ roept staat gans het raderwerk stil. Achter de kachel wacht de burger tot hij van het blokhoofd weer naar buiten mag.

Ook de weerradar van het KNMI liep flink vooruit op de gebeurtenissen: de animaties op internet (www.knmi.nl) plaatsten Rotterdam al volop in de sneeuw toen er nog geen vuiltje aan de lucht was. Het AW-observatorium in Alexanderpolder nam de eerste neerslag waar om 10.05 uur. Mevrouw C.B. te A., altijd op haar qui vive, rapporteerde dat om 11.50 ook in Amsterdam vlokken begonnen te vallen. Zij was toen al druk doende het bad vol water te zetten omdat aannemelijk was dat de gemeentelijke waterleiding er ook snel het bijltje bij neer zou gooien. Er was al een totaal rollatorverbod afgekondigd.

Onbekendheid met het fenomeen sneeuw doet onwennigheid en schrik o zo makkelijk omslaan in paniek. Sneeuw! Wat nu?

We slaan het derde deel op van de serie ‘De natuurkunde van ’t vrije veld’ en citeren Minnaert: “In de felle winter van 1942, op 26 januari, bij -15°C en een ijzige droge noordenwind, kon men over de met poedersneeuw bedekte weilanden tussen Abcoude en Amsterdam de vorming van sneeuwbarchanen waarnemen. Het was een groots gezicht! Onafzienbare rijen sneeuwhopen zag men in gesloten gelederen oprukken, ...enz." Het was oorlog, het vroor dat het kraakte, Minnaert was ver van huis, de barchanen rukten op, en Minnaert genoot.

Minnaert was een echte sneeuwman, er is geen deel in zijn serie waarin hij niet uitvoerig over sneeuw te spreken komt. Voor wie zich snel de voornaamste bijzonderheden van het sneeuwgebeuren wil eigen maken is er nauwelijks een beter introductie denkbaar. Niets ontging Minnaert, niets bleef onbestudeerd.

Veel tijd heeft Minnaert gestoken in het onderzoek naar de daalsnelheid van de sneeuwvlokken, want daarover werden heel verwarrende mededelingen gedaan. De opgaven variëren van 0,2 tot wel 2 m/s. Het verschil zit hem in de grootte en de nattigheid van de vlokken. Sommigen menen dat het de grootste vlokken zijn die het snelst vallen, anderen menen van niet. Het staat vast dat de temperatuur van doorslaggevende invloed is op de vlokgrootte (bij -1°C is die maximaal) en het dispuut over snelheden is misschien een dispuut over warmte.

Zinvolle metingen zijn alleen mogelijk als er geen wind staat en afgelopen donderdag was daarom voor het onderzoek een verloren dag – er stond een flinke oostenwind en men zag zelfs vlokken van beneden naar boven gaan. Verder is het werk eenvoudig genoeg omdat de vlokken meestal met eenparige snelheid uit de hemel dalen. Neem een duidelijke vlok in het oog en tel het aantal seconden dat hij nodig heeft om een bekende afstand te overbruggen: dat is het concept. Minnaert deed het niet just for fun maar om te kunnen berekenen wat het watergehalte was van lucht waaruit sneeuw viel.

Wie zo met zijn sneeuwmetingen bezig is kan het niet ontgaan dat verse sneeuw het omgevingslawaai dempt. Dat zit hem in de openstaande luchtholten tussen de sneeuwkristallen. Naarmate sneeuw veroudert en inklinkt sluiten de holtes zich en neemt de demping af. Het omgevingslawaai komt dan weer terug. Ook het knarsen van de schoenen in – dikke – sneeuw wordt luider naarmate de sneeuw veroudert. En hoe kouder hoe beter het knarsen te horen is. De temperatuur heeft een typische invloed op de toonhoogte en de Poolse onderzoeker A.B. Dobrowolski kon zelfs uit de klank van het knarsen de temperatuur van de sneeuw afleiden.

Dit is het soort zaken dat Minnaert ons brengt en hij is daarin zonder meer uitputtend. Het is een uitdaging sneeuwwaarnemingen te verzamelen die hij niet opnam. De meteoroloog Craig Bohren meldt nog dat sneeuw meestal witter is dan de wolken die er boven hangen, de verklaring komt van het verschil in verstrooiingsgedrag (Clouds in a glass of beer). De astronomen David Lynch en William Livingston noteren dat sneeuw in de zon twee soorten flonkering vertoont: witte en gekleurde. Ze noemen ze voor het gemak ‘glints’ en ‘sparkles’. De witte glints ontstaan door weerkaatsing aan ijskristalvlakjes, de gekleurde sparkles door prisma-achtige breking in de kristallen (Color and light in nature).

Jearl Walker beschrijft in ‘The flying circus of physics’ een verschijnsel dat Minnaert nooit gekend heeft: de voorplanting van golven door dikke, oude lagen sneeuw. Walkers notitie is terug te voeren op een artikel van de Amerikaan John Truman in de American Journal of Physics van februari 1973. Truman, die bij New York woonde, had het verschijnsel voor het eerst opgemerkt in maart 1970. Toen hij op een middag een groot sneeuwbedekt weiland betrad werd zijn aandacht getrokken door een zwak maar opvallend ‘swishing’ geluid dat vele seconden aanhield. Het geluid kwam uit de sneeuw en de bron van het geluid breidde zich naar alle kanten uit. Soms hield het wel tien seconden aan.

Het werd Truman snel duidelijk dat het geluid gepaard ging met de vorming van een ‘discontinuïteit’ in de sneeuw. Rondom zijn voet was de sneeuw licht ingezakt en die verstoring breidde zich uit alsof het om vallende dominostenen ging. Op de plaats waar de voorttrekkende golf eindelijk tot stilstand kwam bleek dat de niveaudaling ongeveer 1 à 2 centimeter was geweest. Truman schatte de voortplantingssnelheid van de golf op ongeveer 6 m/s was. In een enkel geval nam hij zelfs weerkaatsing van de golf waar.

De sneeuwlaag had er al drie maanden gelegen en was toen Truman erop stapte 15 tot 30 cm dik. De omgevingstemperatuur was op dat moment ver boven nul (8 °C). Waarschijnlijk was dus in de loop van de tijd een min of meer sponsachtige structuur ontstaan die kwetsbaar was voor verstoring. In Nederland zal sneeuw wel nooit de kans krijgen die structuur op te bouwen.