Guirlandes van sneeuw

Wekelijks stuit Karel Knip in de alledaagse werkelijkheid op raadsels en onbegrijpelijke verschijnselen.

Deze week: intrigerende winterverschijnselen.

Verschijnsel uit de Brabantse bossen: slierten verouderde sneeuw hangen aan boomtakken.
Verschijnsel uit de Brabantse bossen: slierten verouderde sneeuw hangen aan boomtakken. Foto’s Joke van Suchtelen

Omdat er deze eeuw geen sneeuw of ijs meer komt, kijken we nog even terug naar een paar intrigerende winterverschijnselen. De illustratie van vandaag werd doorgestuurd door Harry Otten, bij ouderen bekend van meteorologische optredens bij RTL. Ottens foto werd vóór de dooi-inval gemaakt in de bossen van Brabant en wat we zien zijn sneeuwfestoenen. Anderen fotografeerden ze ook, Chris Blokhuis filmde ze zelfs. Ze blijken minder zeldzaam dan wordt aangenomen.

‘Festoen’ is oud-Nederlands voor guirlande, dus voor slinger. De hier veel geciteerde Marcel Minnaert, die de vormsels in deel twee van zijn trilogie besprak, vond ‘festoenen’ mooier dan slingers of slierten. Misschien las hij het bij Guido Gezelle. In het Engels heten de slingers snow garlands.

Meer Brabantse ‘festoenen’. Foto Joke van Suchtelen

De festoen dankt zijn vorming aan de samenhang, de sintering, die tussen sneeuwkristallen ontstaat als sneeuw veroudert. Het is hier vorige week beschreven. Het is evident dat de sneeuw die in lussen aan de takken hangt er aanvankelijk óp lag maar bleef samenhangen toen de massa erafgleed. Heel langzaam is de lus vervolgens opgerekt zonder dat-ie brak en zonder dat zich ‘veerkracht’ opbouwde. Je ziet dat ook bij slierten deeg.

Of er sneeuw toestroomde vanuit de ophangpunten, zoals Minnaert aannam, is niet duidelijk. Verder is het nog maar de vraag of het per se moet dooien om het fenomeen te zien te krijgen. De literatuur heeft er weinig over te melden. Het probleem is dat de festoenen niet makkelijk experimenteel zijn op te wekken. Misschien ook vinden fysici ze niet leuk.

Met ijspegels ligt dat gunstiger. Irene Driessen maakte een foto van ijspegels die onder aan een elzentak hangen en weerspiegelen in het water van een onbevroren plas of poel. De hoogte boven de waterspiegel is zeer precies in de foto op te meten. We schatten die op een halve meter, met de diameter van de elzenproppen (2 cm) als maat.

Het gegeven is van belang voor de reconstructie van de pegelvorming. Het kan zijn dat de elzen door de wind aan het wiegen raakten en hun takken steeds in het water dompelden. Maar het kan ook zijn dat er spatwater van de woest klotsende vijver op de takken terecht kwam. Of dat het vijverwater aanvankelijk een halve meter hoger stond. Dat de pegels ontstonden uit klonten smeltende sneeuw die in de twijgen waren achtergebleven is onwaarschijnlijk. Pegels hebben vrieslucht nodig.

IJspegels weten fysici al heel lang te boeien. Dat komt doordat er bijna altijd ribbels op zitten, ribbels met een onderlinge afstand van zo’n 8,5 mm (Minnaert zei: 8,0 mm, anderen houden het op 7 à 10 mm). Hoe en waar de pegels ook ontstonden, hoe koud het was of hoe vochtig toen het gebeurde en hoeveel water er toestroomde: altijd is er die afstand van ongeveer 8,5 mm. Een mysterie. Er valt aan toe te voegen dat de ribbels tijdens de vorming van de pegel langzaam naar boven trekken, zoals windribbels in droog, fijn zand altijd langzaam vooruit bewegen, maar dan net andersom.

Experimentele weerlegging

Japanse theoretici hebben de laatste decennia knappe modellen ontwikkeld voor het ontstaan van de ribbels waarbij een veelheid aan invloeden in aanmerking werd genomen. Zoals: de warmte die vrijkomt bij het bevriezen van water, de afvoer daarvan naar ijs en lucht, de werking van de oppervlaktespanning in de waterfilm over de ribbels en het opmerkelijke feit dat het vriespunt van water op gewelfde oppervakken anders is dan op vlakke vlakken. (Google: icicles, ripples.)

De modellen zagen er goed uit en het enige wat ze nog nodig hadden was experimentele bevestiging. Die kwam er niet, er kwam experimentele weerlegging. Stephen W. Morris van de universiteit van Toronto maakte samen met een promovendus kunstmatige ijspegels uit vloeistoffen van uiteenlopende samenstelling en ontdekte dat pegels uit gedestilleerd water helemaal geen ribbels ontwikkelden en dat dat pas op gang kwam als je wat keukenzout toevoegde. Hoe meer zout hoe dikker de ribbels. Het model van Kazuto Ueno voorspelde dat niet, zoals het ook niet voorspelde dat de ribbels naar boven gingen klimmen. Een voorspeld effect van verlaging van de oppervlaktespanning bleek zich juist niet voor te doen. Kortom: het pegelmysterie is er nog steeds.

Op 6 februari ging het hier over cold induced vasodilation (CIVD), het verschijnsel dat de vingers van gezonde, jonge mensen onder winterse omstandigheden in een tamelijk vast ritme even opwarmen als ze dreigen te ver af te koelen. Elk kwartier kunnen bepaalde bloedvaatjes even extra warm bloed doorlaten. Het was er destijds niet van gekomen om eens een meting aan de eigen vinger te doen. Dat is deze week rechtgezet. Met een pleister werd aan het laatste kootje van de linker middelvinger een sensor van een Blokker-thermometertje vastgeplakt. Daarna ging het geheel in een emmer met water van vijf graden. Op de Blokker-display zakte de uitlezing subiet naar 8 graden, maar al binnen tien minuten liep hij op naar 12,5 graden, toen weer terug naar 9,6 en weer omhoog naar 10,8 en omlaag naar 10,3. Na een half uur was het wel welletjes. Het nieuwe inzicht is dat je het effect aanzienlijk beter meet dan voelt. Vervolgvraag: wat is er nog meer te meten?