Warum bleibt Schnee nach einem Schneefall?

Nur als Ergänzung zur Antwort von Ziggurat: Sie können versuchen, die Zeit abzuschätzen, die die Sonne benötigt, um eine bestimmte Menge Schnee selbst zu schmelzen.

• Die Energie, die benötigt wird, um eine Masse zu schmelzen$m$Schnee ist

  $$Q=L m$$ wo$L$ist die latente Schmelzwärme. Für Eis,$L=334$kJ/kg .

• Die Schneedichte $\rho$reicht von$100$zu$800$kg/m$^3$

• Sonneneinstrahlung $I$reicht von$150$zu$300$W/m$^2$.
• Die Albedo von Schnee (Prozentsatz des reflektierten Sonnenlichts)$A$reicht von$0.2$für schmutzigen Schnee zu$0.9$für frisch gefallenen Schnee.

Wenn die Oberfläche dem Sonnenlicht ausgesetzt ist$S$, die absorbierte Energie im Zeitintervall$\Delta t$wird sein

Wenn$V$das Schneevolumen ist, wird die zum Schmelzen benötigte Energie sein

Wenn wir diese beiden Ausdrücke gleichsetzen, erhalten wir

Vorausgesetzt$A=0.9$,$\rho=300$kg/m$^3$und$I=200$W/m$^2$, erhalten wir für eine Schneefläche$1$m$^2$und Dicke$1$cm,$\Delta t \simeq 5 \cdot 10^4$s, dh$\simeq 14$Std.

Dies ist eine sehr grobe Schätzung, die Leitungsprozesse nicht berücksichtigt. Aber wie auch immer, Sie können sehen, dass wir, selbst wenn wir eine ziemlich hohe Bestrahlungsstärke annehmen, eine beträchtlich lange Zeit brauchen, um eine bescheidene Menge Schnee zu schmelzen. Wenn der Schnee im Schatten liegt, wird der Wert von$I$wird weniger sein. Auch für Schneemänner, da wir über komprimierten Schnee sprechen würden, der Wert von$\rho$könnte sein$2-2.5$mal größer.

Zum einen hat Schnee eine hohe Albedo (er ist sehr reflektierend), sodass er nicht viel Sonnenlicht absorbiert und sich durch diesen Prozess erwärmt. Daher muss es hauptsächlich durch Konvektion aufheizen, was nicht besonders effizient ist. Schnee ist ein guter Isolator, daher neigt nur die Oberfläche zum Schmelzen. Auch muss die Schmelzwärme überwunden werden, um den Phasenwechsel zu erreichen. Diese Antwort ist nicht sehr gut organisiert, aber hoffentlich vermittelt sie, dass es viele Faktoren gibt, die gegen das Schmelzen von Schnee wirken.

Es wird etwas Wärmeenergie benötigt, um Schnee zu schmelzen, und es entspricht ungefähr der Energie, die benötigt wird, um Wasser um 80 Grad Celsius zu erhitzen - das ist sogar im Vergleich zu anderen Stoffen ziemlich viel, und so braucht es einige Tage sonniges Wetter, bis alles geschneit ist nimmt die benötigte Energie aus seiner Umgebung auf.

Einige Anmerkungen zu Ihren Teilfragen: 1) Das Schmelzen der gleichen Eis- und Schneemasse erfordert die gleiche Energie, sie unterscheiden sich chemisch nicht. Eis absorbiert jedoch mehr Sonnenlicht. 2) Ja, die Luft über dem Schnee ist bei windstillem Wetter kälter und hilft, den Schnee von der wärmeren Umgebung zu isolieren. Dies gilt insbesondere in Gräben und Tälern. 3) Nein, Schnee enthält normalerweise kein Salz, aber wenn, würde er schneller schmelzen.