Vatten frysa till is i marken
Is är så mycket mer än fruset vatten. Den är en passion, en ekvation och en bristvara.
Eis bitte – Få iskoll
En lekplats och en potentiell dödsfara. Utemagasinet nystar i isens styrkor och svagheter, och vad som väntar oss skridskoentusiaster i en allt varmare framtid. Vatten kokar vid grader och fryser vid noll. Det vet vi sedan barnsben. Men är fysikens lagar verkligen så enkla när det kommer till naturis, där väder, vind och hydrologi kan spela processen otaliga spratt?
Visst borde det vara så att isen växer till sig och blir tjockare i minusgrader, och smälter i plusgrader? Men redan där stöter vi på patrull inför isens komplexitet. Det beror på förutsättningarna, säger Mårten Ajne. Han är långfärdsskridskoåkaren och matematikern som gärna djupdyker i isens termiska egenskaper och processer. Han ser på den där frusna vattenytan med helt andra ögon än de flesta av oss.
Medan vi fortsätter att sporadiskt hacka med ispiken för att få ett hum om ifall underlaget kommer att bära eller brista ser Mårten ett termodynamiskt system med solen i centrum och en värmeledningsekvation som bestämmer isens plats i universum. Med 40 år som hängiven skridskoåkare i bagaget har han hunnit skaffa sig gedigen erfarenhet av hur isen beter sig under en skrinnares fötter, och försökt sammanfatta en del av sin kunskap i sex olika böcker om is och långfärdsskridskor.
Tjälen kommer och går
Strömmande vatten tillför värme underifrån, moln ökar atmosfärens uppvärmande strålning mot isytan, och snö isolerar för utstrålning — och då backar istillväxten. Fyra grader ett nyckeltal Men låt oss börja med att backa bandet till själva isläggningen. Vad är det som krävs för att vatten ska övergå i is? Bäst är förutsättningarna när vädret är klart, kallt och vindstilla.
Vatten som rör sig tar av förklarliga skäl längre tid på sig att frysa till, och en annan viktig faktor är molnigheten. I klart väder minskar atmosfärens strålning mot jordytan och isytans utstrålning blir större — då kan is bildas och växa när temperaturen ligger över nollan.
Tjäle - SMHI
Är det mulet och fuktigt blir dock processen svårare. Just nu har den här processen inletts i många svenska sjöar och vattendrag, och vi är många som håller koll på väderprognoserna. Men vad är det som händer där i djupen, mer exakt? Till att börja med är vatten åtminstone sötvatten som tätast och tyngst vid fyra grader. När en sjö kyls av blir ytvattnet kallare, men också tätare och sjunker.
Vattnet blandas om tills sjön är fyra grader på alla djup. Vid fortsatt avkylning stannar ytvattnet kvar i ytan. Nu är sjön skiktad och klar för isläggning. Därefter måste den vidare ut i världsrymden, det är ju värdelöst om den studsar tillbaka från atmosfären, säger Mårten Ajne.
Is – Wikipedia
Ett värmande duntäcke När skiktningen är klar kan det fyragradiga vattnet frysa. Det behövs bara ett tunt lager nollgradigt vatten för isbildning, och den sista nedkylningen går blixtsnabbt när vattnet väl är stilla. Att kyla ner en sjö till fyra grader tar dock tid. Grunda vatten lägger sig först och djupet spelar större roll än sjöns omkrets — även om stora sjöar ofta är mer vindutsatta, vilket förstås också påverkar.
Vind, luftfuktighet och nederbörd vill också vara med och bestämma.
Men räcker det? Nej, naturligtvis inte.