Theeijs kun je niet maken met ijsthee

Spontane sneeuwvorming uit een worp heet water bij min 53 graden Celsius (Siberië). Foto Arcticphoto

De inwoners van Chicago en de rest van Illinois leven in de overtuiging dat ze uniek winterweer hebben meegemaakt. De National Weather Service waarschuwde zondag voor ‘ life-threatening windchill’ en de nieuwssites meldden ‘record-breaking low temperatures’. Vooral dinsdagochtend vroeg zou Chicago door een diep temperatuurdal gaan. Maar het vroor uiteindelijk maar net 25 graden Celsius bij een windsnelheid van 15 mph, dat is windkracht 2.

What’s your fucking problem, zouden wij in Nederland zeggen. In 2012 vroor het hier ook 20 graden en die Amerikaanse blizzards zijn toch een begrip? In Chicago werd het wel eens min 33.

Het is de invloed van de Amerikaanse claimcultuur (de NWS kan niet niet waarschuwen) en die van de commerciële weerbedrijven die uit zijn op commotie en page views. In Nederland zie je de trend ook. De zo fel gewenste records worden geconstrueerd door ze voor speciale dagen en plaatsen uit te rekenen. (Nooit eerder was het in Finsterwolde op 6 januari om tien uur ’s ochtends al zo warm.) De moderne ‘gevoelstemperatuur’ is daarbij een welkom hulpmiddel.

Nu, in Chicago denken ze toch dat het ongekend koud was. Soit. We hebben er een mooi experiment aan over gehouden. Om te laten zien hóe koud het was wierp een tv-verslaggever voor het oog van de wereld een bekertje hete thee leeg. Ter plekke veranderde de thee in ijs of sneeuw of wat het was, je kon het niet zien omdat er zoveel stoom bij zat.

De heetwaterproef blijkt een enorm succes, bekijk YouTube met ‘boiling water freezes instantly’ en soortgelijke zoektermen. In Novosibirsk wekte een Rus een lokale sneeuwbui op door een plens heet water van zijn balkon op de zevende verdieping naar beneden te gooien. Het was 41 graden onder nul.

Dus toch! Zes jaar geleden is hier de vraag gesteld wat er waar kon zijn van al die oude berichten dat het in Siberië en Alaska zó koud kan worden dat spuug en urine er bevriezen voor ze de grond raken. Jack London beschrijft het in 1908 in het verhaal ‘To build a fire.’ London hoort tijdens een tocht door de kou tweemaal een vreemd geluid (a sharp explosive crackle) en ontdekt dat het komt van het bevriezen van zijn spuug. ‘He knew that at fifty below spittle crackled on the snow but this spittle had crackled in the air’. Einde zelfplagiaat. Destijds leidde literatuuronderzoek tot de conclusie dat de verhalen sterke verhalen waren omdat vallende druppels nooit zo snel afkoelen en omdat bovendien nog een diepe graad van onderkoeling kan worden bereikt. In wolken is dat vaste prik.

Zekerheidshalve is deze week nog eens nagegaan hoe het met die onderkoeling zit. Plastic reageerbuisjes gevuld met leidingwater, urine en speeksel werden nadat ze eerst samen op gelijke temperatuur waren gebracht (ca. 13 graden Celsius) overgeheveld naar een glas gestampt ijs waarover keukenzout was gestrooid. De temperatuur ervan stond op -15°C.

Het leidingwater bevroor tamelijk snel en spontaan. Urine en speeksel daarentegen bleven gewoon vloeibaar al werden ze opvallend troebel. Maar toen de urine even ‘op de duim’ geschud werd (zoals laboranten vroeger deden) bevroor die subiet. Ook het speeksel kwam langs die weg uiteindelijk tot stolling. Niet alles stolde.

Het is een rommelig proefje, maar je zou toch durven beweren dat diepe onderkoeling een reële mogelijkheid is en dat speeksel moeilijker bevriest dan urine. En dus dat Jack London en consorten uit hun nek kletsten.

Maar nu is er de balkonsneeuw in Novosibirsk en het theeijs in Chicago. Hoe zit dat? De verklaring komt van een waarneming die de beroemde Minnaert al losjes noemde maar waarvan de bron pas deze week gevonden werd. De Engelse diplomaat Robert Curzon bracht rond 1843 en 1844 geruime tijd door in Erzurum dat op bijna 2.000 meter hoogte in het oosten van Turkije ligt. Lees A year at Erzeroom, and on the Frontiers of Russia, Turkey and Persia op internet. Toen Curzon er zat was het zó koud dat mannen niet met elkaar konden praten omdat snorren en baarden aan elkaar waren gevroren. De inwoners van Erzurum woonden halfondergronds in hutjes die Curzon minzaam aanduidt met ‘subterranean stables’.

Elke ochtend als de deur van zo’n hutje na een lange benauwde nacht open ging gebeurde het. ‘A curious phenomenon might also be observed upon the door of one of the subterranean stables being opened, when, although the day was clear and fine without, the warm air within immediately congealed into a little fall of snow.’ Het begon binnenshuis te sneeuwen. Uit de vermenging van ijskoude, droge buitenlucht en warme, vochtige binnenlucht was een luchtsoort ontstaan waaruit het surplus aan waterdamp als sneeuw werd afgevoerd.

Zó makkelijk vormt zich sneeuw. De Britse fysicus John Tyndall beschrijft in 1870 hoe ooit ’s winters sneeuw ontstond in een Russische balzaal toen een vensterruit brak.

Een meteoroloog heeft op internet uitgelegd hoe het met de hete thee zit. Sneeuwopwekking lukt alleen als de thee goed heet is en in een krachtige zwaai wordt uitgeworpen. Dan ontstaan heel veel kleine druppels waaruit zoveel water verdampt dat de koude lucht zwaar oververzadigd raakt. De sneeuw vormt zich uit het verdampte water. De resten van de druppels die overbleven vallen warm op de grond. Dat het zo zit en niet anders blijkt uit de waarneming dat geen sneeuw ontstaat uit koude thee, laat staan ijsthee.