Snöproduktion, kort teori
De viktigaste variablerna för att göra snö är:
Effektiv kylning via avdunstning
Kylning av vattnet genom avdunstning sker olika mycket beroende på hur mycket vatten det finns i omgivningsluften. När det är hög luftfuktighet är luften mer eller mindre mättad på vatten och de i muntyckena bildade vattendropparna kan inte avdunsta så mycket vatten och på så sätt kylas. Vid snötillverkning hänvisar vi därför till den så kallade våttemperaturen (wet bulb temperature) som är ett mått på den omgivande temperaturen inklusive den kyleffekt som kan uppnås med hälp av avdunstning under den rådande luftfuktigheten.
Optimal vattendroppsyta
Ytan på vattendropparna påverkar oxå hur mycket avkylning som kan ske. Genom att öka ytan, exponerar vi mer vatten för denna kalla omgivningstemperaturen. Här spelar utformningen av munstycken helt central roll!
Unyttjande av Joule-Thomson effekten
När en komprimerad gas (i detta fall luft) får expandera snabbt, leder det till en temperatursänkning. Detta är känt som Joule-Thomson effekten. Vid rätt förutsättningar kommer dimman från luftmunstycket att omedelbart frysa. Dessa små iskristaller fortsätter sedan in i de övre dimmorna som ”kärnor” och på dessa fäster fryser sedan de nedkylda vattendropparna fast och faller ut som snö.
Effektiv kärnbildning
Is bildas när vatten i vätskeform övergår till fast form via en process som kallas kärnbildning. En vattendroppe måste först nå sin kärnbildningstemperatur för att kunna frysa. Det finns två typer av kärnbildning, homogen kärnbildning och heterogen kärnbildning.
Homogen kärnbildning uppstår i helt rent vatten utan kontakt med andra främmande ämne eller yta. Med homogen kärnbildning sker omvandlingen från flytande till fast tillstånd genom primärt genom sänkning av temperaturen även om trycket också spelar roll. Homogen kärnbildning startar med att en mycket liten vattenvolym övergår till fast form. Denna lilla volym blir grunden för ytterligare tillväxt tills allt vatten omvadnlats till fast form (is).
Heterogen kärnbildning uppstår när is bildas på grund av närvaron av ett främmande material i vattnet. Detta främmande material fungerar som ett is/snö embryo och växer snabbare än embryon som bildas i rent vatten (homogen kärnbildning)
Det finns många material och ämnen som fungerar som kärnbildare, några exmpel är: jod, torr-is, proteiner, kalcium och damm.
https://www.ltu.se/research/frozen/snow-and-Ice-research