Wissenschaft blickt auf Schneeflocken

Im Winter nimmt man ihn meist nur als weiße Masse wahr. Schaut man sich den Schnee jedoch genauer an, erkennt man, dass jede einzelne Schneeflocke auf ihre eigene Art und Weise einzigartig ist, schreibt Sebastian Schappert vom Deutschen Wetterdienst. Aber wie entstehen ihre schönen, filigranen Strukturen?

Die Bewohner in den gemäßigten und kühleren Klimazonen bekommen die Schneeflocken im Winter regelmäßig zu Gesicht. Und beim genauen Hinsehen fallen ihre faszinierenden Strukturen ins Auge, die immer wieder aufs Neue begeistern. Bereits im 17. Jahrhundert beschrieb Astronom und Mathematiker Johannes Kepler verschiedene Formen von Schneeflocken, der große Denker und Naturwissenschaftler Rene Descartes beobachtete und skizzierte sie.

Die vielleicht bekannteste Veröffentlichung stellt wohl das Buch „Snow Crystals“ (Schneekristalle) der Herren Bentley und Humphreys im Jahr 1931 dar. Darin ist das Lebenswerk Bentleys in Form von über 2400 Fotografien natürlicher Schneekristalle abgebildet. Dabei war Wilson Alwyn Bentley, der als „The Snowflake Man“ in die Geschichte eingehen sollte, keineswegs ein Wissenschaftler, sondern ein einfacher Landwirt. Trotzdem schaffte er es mit seiner Arbeit, viele weitere Menschen zu inspirieren, unter anderem auch den Physiker Ukichiro Nakaya an der Hokkaido Universität in Sapporo. Dieser machte im Rahmen seiner Forschungsarbeiten im Gebirge von Hokkaido mehr als 3000 Aufnahmen von natürlichen Schneekristallen und unterteilte diese im Anschluss anhand ihrer Morphologie, also anhand ihrer äußeren Gestalt, in etwa 40 Kategorien.

Nakaya verdanken wir übrigens auch die Entdeckung, dass gewisse Beziehungen zwischen der Gestalt der Schneekristalle und den bei ihrer Entstehung vorherrschenden atmosphärischen Bedingungen existieren. Entsprechend kann man aufgrund des Aussehens der Schneeflocken auf das ungefähre Wetter in höheren Schichten der Atmosphäre schließen. Dies verleitete Nakaya wohl auch zu seinem berühmten Zitat, Schneeflocken seien „vom Himmel gesandte Briefe“.

Die wichtigsten Parameter bei der Entstehung der Flocken stellen Temperatur und Feuchtegehalt der Atmosphäre dar. Nach Nakaya lassen sich die Kristalle anhand der Temperatur in zwei verschiedene Grundformen einteilen: Bis -4 Grad Celsius sowie zwischen -11 und -22 Grad liegen sie als Plättchen vor, sonst werden sie prismenförmig.fk