Untersonnen und Eisbirnen Winterliche Wasserphänomene
Skitourengängerinnen und Schneeschuhläufer interessieren sich vor allem für die Schneeverhältnisse. Doch der Winter hält noch ganz andere Wasserphänomene bereit, für die es sich lohnt, draussen unterwegs zu sein.
Beim Aufstieg hat man meist den näher rückenden Gipfel im Auge. Doch ab und zu lohnt sich auch ein Blick zurück. Denn wer an sonnigen, kalten Wintertagen von erhöhten Standorten aus ins Tal hinunterblickt, entdeckt unter bestimmten Bedingungen eine aufrecht in der Luft schwebende Lichtsäule. Diese Lichtsäule, Untersonne genannt, entsteht nur bei Temperaturen zwischen –5°C und –8°C und einer erhöhten Luftfeuchtigkeit. Aus kleinsten Wassertröpfchen bilden sich bei diesen Minustemperaturen zuweilen kleine, flache Eisplättchen, die waagrecht in der Luft schweben. An ihrer Oberfläche spiegelt sich die Sonne wie auf einem See, nur dass diese Spiegelung wie eine Säule in der Luft schwebt. Solche Untersonnen sind daher nur von oben sichtbar.
Auf dem Gipfel erwarten einen oft nicht nur die Aussicht, sondern auch skurril mit Schnee und Eis bedeckte Gipfelkreuze und Steinmännchen. Wer sich die weissgepanzerte Seite des Gipfelsteinmännchens zum Sitzen aussucht, merkt bei aufkommendem Wind schnell, dass dies keine gute Wahl war. Denn Raueis, das die weisse Kruste bildet, wächst immer dem Wind entgegen und zeigt so die vorherrschende Windrichtung an. Auch Schnee bleibt übrigens vor allem auf der dem Wind zugewandten Seite von Bäumen und Gegenständen hängen. Raueis entsteht aus unterkühltem Nebel bei Temperaturen zwischen –2°C und –8°C und leichten bis starken Winden. Unterkühlter Nebel besteht aus sauberer Luft und kleinsten Wassertröpfchen. Diese sind trotz Minusgraden noch flüssig, weil sie sich in der Atmosphäre nicht an Gefrierkeime (siehe Kasten) lagern und deshalb keine Eiskristalle ausbilden konnten. Wenn sich diese unterkühlten Wassertröpfchen auf Steinen, oder Pflanzen absetzen, gefrieren sie jedoch sofort, und es entsteht Raueis. Zum «Andocken» genügen kleinste Gegenstände wie feine, über den Boden herausragende Grashalme. Nach kalten Nächten mit unterkühltem Nebel und leichtem Wind sind Zweige und Gräser oft mit einem körnigen Zuckerguss überzogen. An windexponierten Berggipfeln, wo besonders viele Wassertröpfchen angeweht werden, können so mächtige Raueisfahnen entstehen. Wegen vieler kleiner Lufteinschlüsse ist Raueis körnig weiss und nicht durchscheinend wie zum Beispiel das Eis von Eiszapfen. Raueis ist auch klar vom Raureif zu unterscheiden. Raureif ensteht auch erst bei tiefen Temperaturen ab –8°C. Aber es braucht eine ungleich höhere Luftfeuchtigkeit von über 90%. Dann macht der in der Luft enthaltene gasförmige Wasserdampf einen Phasensprung, im Fachjargon Sublimation genannt, und verwandelt sich direkt zu Eis. Raureif bildet aus Eiskristallformen filigrane Eisgebilde auf Pflanzen, ein faszinierendes Sujet für Fotografinnen.
Im Tal, zurück im verschneiten Bergdorf, tropft es von den Dächern – beste Voraussetzungen für ein weiteres beliebtes Fotosujet: Eiszapfen. Die schönsten oder längsten Eiszapfen entstehen nämlich, wenn es abwechselnd taut und gefriert. Wenn Schnee auf einem Zweig oder auf einem Dach schmilzt, rinnt ein Wassertropfen herunter. Wenn er vor dem Abtropfen wieder anfriert, beginnt der Eiszapfen zu wachsen. Nachfolgende Schmelzwassertropfen können bis zur tiefsten Stelle hinunterrinnen und den Eiszapfen verlängern, oder sie gefrieren auf dem Weg nach unten und verdicken ihn.
Wer zu Hause geblieben ist, verpasst zwar sonst vieles, hat aber immerhin grössere Chancen als im Gebirge, an Gewässern Eisbirnen zu finden. Dazu braucht es nur wenige Minusgrade, denn sie entstehen schon ab 0 °C. Tief zum Wasser herunterhängende Zweige an Bächen oder Flüssen werden immer wieder von Wellen bespritzt. Es bilden sich erste Eiszapfen, die mit der Zeit bis ins Wasser reichen und dabei regelmässig von den Wellen umspült und mit einer Wasserhaut überzogen werden. Bei Temperaturen unter 0°C gefriert eine Schicht nach der anderen an – wie Wachs an einer Kerze beim Kerzenziehen. Die Verdickung des Zapfens zeigt die durchschnittliche Höhe der meisten Wellenberge an. Eisbirnen können bei günstigen Bedingungen innert kurzer Zeit beachtliche Grössen erreichen.
Mit etwas Glück entdeckt man auf einem Winterspaziergang auch noch Kammeis. Normalerweise ist der Boden unter einer schützenden Pflanzendecke nur wenige Zentimeter tief gefroren, und selbst in sehr kalten Wintern dringt der Frost höchstens einen Meter tief ein. Weil es tiefer im Boden wärmer bleibt, steigt im Winter beständig Wasserdampf in die kälteren Bodenschichten auf. Bei längeren Frostperioden gefriert der aufsteigende Wasserdampf und dehnt sich als Eis in den Bodenporen aus. Die Folge: Das Kammeis hebt den darüber liegenden Erdboden samt den darauf wachsenden Pflanzen in die Höhe. Obwohl es sich dabei nur um wenige Zentimeter handelt, reicht dies, um die Wurzeln kleinerer Pflanzen zu zerreissen und sie so zu schädigen oder sogar zum Absterben zu bringen – zum Ärger von Bauern und Gartenbesitzern. Häufig wächst das Kammeis aber auch aus den obersten Bodenschichten heraus. Besonders deutlich ist dies auf vegetationsarmen Böden oder Wegböschungen zu sehen. Übrigens wächst Kammeis, auch Stängeleis genannt, wie menschliches Haar von seiner Basis her und nicht an seinem Ende (siehe auch ALPEN 11/2007).
