Avsmältning

[ajn]

Hur snabbt isen växer vid olika typer av väder känns det som vi har ganska bra koll. Det finns tabeller att följa med hygglig träffsäkerhet.

Men avsmältning är vi sämre på att bedömma.

Efter senaste periodens värme så hade jag inga större hörhoppningar att finna fin is när jag gjorde en bilrekningstur i eftermiddag, Men jag fann en perfekt is som var 9 cm tjock, helt torr och slät yta trots det väder som varit under veckan. Man häpnar. Landlöst var det men gick att komma ut via några stenar.

http://www.youtube.com/watch?v=1auGZjY1jrQ
http://ffas.skridsko.net/skridskonet/bild/bild-v.asp?id=30485

Finns det några bra tumregler för avsmältning?
Så man slipper bli så överraskad nästa gång...

/Anders

 

[thureb]

Viss

koll kan man ju ha genom att jämföra med liknande sjöar. Så här års med såpass lite solinstrålning kan sjöar där det blåser och inte rinner till så mycket varmare vatten klara sig bättre. I Stockholmstrakten tror jag att all is nu försvunnit. Senare på vintern klarar sig oftast sprickdalssjöar i väst-östlig riktning bäst.

Istillväxt vid plusgrader är ju ett välkänt faktum.

Ett snölager ovan kan smäta och avdunsta varpå isen under tillväxer via den avkylning som avdunstningen åstadkommer.

Thure

 

[janerikgus]

Avsmältning och avdunstning

Ett snölager ovan kan smäta och avdunsta varpå isen under tillväxer via den avkylning som avdunstningen åstadkommer.

Jag har svårt att förstå hur man kan få snösmältning och istillväxt på samma plats samtidigt. När snön smälter är temperaturen i det stöp som bildas noll grader, oberoende av hur mycket som förångas från stöpet. På isens undersida som är i kontakt med vatten är temperaturen också noll. För att is ska kunna bildas krävs tillgång till vatten och avkylning. Vatten finns i stöpet och vid isens undersida. I stöpet har vi ingen istillväxt, där pågår snösmältning. Det är alltså på isens undersida vi skulle kunna ha en tillväxt, men det kräver att värme leds bort från undersidan genom isen. För värmeledning krävs en temperaturskillnad i isen. Någonstans i isen mellan undersidan och stöpet måste det alltså vara kallare än noll grader. Det kan det inte bli när både stöpet och undersidan är nollgradiga om det inte inte finns en värmeförlust inne i isen. Vilken mekanism som står för den värmeförlusten har jag svårt att se. Som jag ser det kan man få en istillväxt på grund av avdunstning från isen först när allt vatten avdunstat eller återfrusit och det blir minusgrader på isens ovansida.

Jan-Erik

 

[pby]

Vid klart och torrt väder kan det krävas upp mot 5 plusgrader för att isen ska börjar smälta. Vid temperaturer strax över noll spelar molninghet och luftfuktighet stor roll. Har man inte noggranna uppgifter om dessa parametrar (vilket man ofta inte har) är det svårt att bedömma isutvecklingen.

Normalt växer inte isen om det finns vatten på ytan. Men det kan faktiskt ske. Avdunstningen kan göra vattnet underkylt, vilket kan ge istillväxt på isen under. Det sker dock inte genom att underisen växer sig tjockare, utan att det skjuter upp rimfrostliknande "isblad" från underisen. När dessa når upp till vattenytan, sker sedan istillväxt i ytan där värmeavgågnen är störst - överis bildas. Anledningen till att isen inte alltid först bildas i ytan, kan vara brist på kristallisationskärnor på ytan.

 

[thureb]

Jag har svårt att förstå hur man kan få snösmältning och istillväxt på samma plats samtidigt. När snön smälter är temperaturen i det stöp som bildas noll grader, oberoende av hur mycket som förångas från stöpet. På isens undersida som är i kontakt med vatten är temperaturen också noll. För att is ska kunna bildas krävs tillgång till vatten och avkylning. Vatten finns i stöpet och vid isens undersida. I stöpet har vi ingen istillväxt, där pågår snösmältning. Det är alltså på isens undersida vi skulle kunna ha en tillväxt, men det kräver att värme leds bort från undersidan genom isen. För värmeledning krävs en temperaturskillnad i isen. Någonstans i isen mellan undersidan och stöpet måste det alltså vara kallare än noll grader. Det kan det inte bli när både stöpet och undersidan är nollgradiga om det inte inte finns en värmeförlust inne i isen. Vilken mekanism som står för den värmeförlusten har jag svårt att se. Som jag ser det kan man få en istillväxt på grund av avdunstning från isen först när allt vatten avdunstat eller återfrusit och det blir minusgrader på isens ovansida.

Jan-Erik

Låter i och för sig vettigt men skulle kunna fungera om det blåser så mycket att tillfrysning i slasket förhindras?

Men min i förra inlägget outtalade tanke var i första hand att slasket/snön måste smälta och avdunsta innan isen under smälter vilket förlångsammar avsmältningen av underisen.

Thure

PS Johan hann svara medan jag skrev mitt inlägg.

 

[janerikgus]

Underkylt slask

Låter i och för sig vettigt men skulle kunna fungera om det blåser så mycket att tillfrysning i slasket förhindras?

Men min i förra inlägget outtalade tanke var i första hand att slasket/snön måste smälta och avdunsta innan isen under smälter vilket förlångsammar avsmältningen av underisen.

Thure
.

Det här förutsätter att blåsten skulle göra slasket underkylt. Är det möjligt? Slasket är ju en blandning av vatten och iskristaller. Dessa kristaller borde vara utmärkta kristallisationskärnor för fortsatt istillväxt och därmed förhindra underkylning.

Att snö eller slask på isen fördröjer avsmältningen köper jag.

Johans resonemang kring underkylt vatten är intressant. Hur vanliga är dessa isblad? Är de av akademiskt intresse eller är de också viktiga för hur isens bärighet ökar på grund av tillväxt?

Jan-Erik

 

[Brune]

Nu är det över 30 år sedan jag läste termodynamik, men de som tycker detta med teoretisk fysik är roligt och i synnerhet då det gäller is, vatten och vattenånga kan googla på


Ångbildningsvärme
Smältvärme
Tillståndsekvationen
Entalpi
Entropi
och missa inte trippelpunkten, för vid vattnets trippelpunkt händer det ”trevliga saker”

Per

 

[bdmk]

Undrar och har undrat.

Bortse från avduntsning eller kondensation. Antag att det ligger vatten på isen. Temperaturen är +3 gr. Tär värmen mindre på isen bara för att den är vattentäckt. Utan vatten kommer tregradig luft i kontakt men isen. Med vatten på isen är det vattnet som värms upp; detta i sin tur avger värme till isen. Vattenet blir naturligtvis inte +3; men vattnets värmekapasitet är ju väsenligt större än luftens.
Det går ju betydligt snabbare att tina mat från frysen i kallt vatten än i 20-gradig luft.

Sen är det ju litet verklighetsfrämmande att bortse från avdunstning eller kondensation. Det är de som ger de stora värmetillskotten åt ena eller andra hållet. Glöm inte att det frigörs lika mycket värme vid kondesation som det åtgår vid avdunstning av samma vattenmängd.
/Berit.

 

[janerikgus]

Vatten på isen

Bortse från avduntsning eller kondensation. Antag att det ligger vatten på isen. Temperaturen är +3 gr. Tär värmen mindre på isen bara för att den är vattentäckt. Utan vatten kommer tregradig luft i kontakt men isen. Med vatten på isen är det vattnet som värms upp; detta i sin tur avger värme till isen. Vattenet blir naturligtvis inte +3; men vattnets värmekapasitet är ju väsenligt större än luftens.
Det går ju betydligt snabbare att tina mat från frysen i kallt vatten än i 20-gradig luft.

Sen är det ju litet verklighetsfrämmande att bortse från avdunstning eller kondensation. Det är de som ger de stora värmetillskotten åt ena eller andra hållet. Glöm inte att det frigörs lika mycket värme vid kondesation som det åtgår vid avdunstning av samma vattenmängd.
/Berit.

Jag tycker att man kan resonera på samma sätt som vid snö på isen och istillväxt. Då är tillväxten högre ju mindre snö det är. På samma sätt borde avsmältningen vara högre ju tunnare vattenskiktet är. Jag tror inte att värmekapaciteten spelar någon större roll för tunna vattenskikt. Den påverkar inte hur mycket värme som transporteras genom vattnet vid fortvarighet. Däremot påverkar värmekapaciteten den termiska trögheten som blir viktig när vattendjupet är stort. Vatten är dessutom en dålig värmeledare ( 0.6 W/m/K) jämfört med is (2.1 W/m/K). Konvektion i vattenskiktet kan man bortse ifrån eftersom det är stabilt skiktat.

Jan-Erik

 

[bdmk]

Konvektion i vattenskiktet kan man bortse ifrån eftersom det är stabilt skiktat.

Jan-Erik

Är det stabilt skilktat? Vi håller oss mellan noll och +4. Nollgradigt i botten är lättare än +0,5 på ytan.
/BK.

 

[pausch]

Vilken mekanism som står för den värmeförlusten har jag svårt att se.

Det är avdunstningen som står för värmeförlusten - du vet själv hur kallt det kan kännas då du just kommit upp på land nybadad och hur mycket varmare det känns bara du får torka dig torr.

För varje gram vatten som avdunstar går det åt lika mycket värme som när ca 7 gram vatten fryser till is. Så om en centimeter vatten på isytan avdunstar helt och hållet räcker det för att isen ska växa till med 7 cm på undersidan.

 

[janerikgus]

Inre värmeförlust

Det är avdunstningen som står för värmeförlusten - du vet själv hur kallt det kan kännas då du just kommit upp på land nybadad och hur mycket varmare det känns bara du får torka dig torr.

För varje gram vatten som avdunstar går det åt lika mycket värme som när ca 7 gram vatten fryser till is. Så om en centimeter vatten på isytan avdunstar helt och hållet räcker det för att isen ska växa till med 7 cm på undersidan.

Det är inte värmeförlust på grund av avdunstning från stöpets yta till luften jag menar. Det är en inre värmeförlust i området mellan stöpet och isytans undersida. Jag har svårt att tänka mig en nettoavdunstning från annat än ytan. Vilken process skulle transportera bort den avdunstade vattenångan från det inre till luften? Det skulle behövas en drivande kraft men det är svårt att tänka sig utan att temperaturen någonstans inne i isen är större än noll.

Jan-Erik