Wat is de sneeuwvalgrens?

Het bepalen van de sneeuwvalgrens kan bij meteorologen af en toe voor hoofdbrekens zorgen, maar de onzekerheid kan af en toe ook voor een positieve verrassing zorgen waarbij de sneeuwvalgrens aanzienlijk lager ligt dan van tevoren verwacht. Hoog tijd om wat dieper in te gaan op het onderwerp. In het artikel probeer ik de volgende vragen over de sneeuwvalgrens te beantwoorden:

• Wat is de sneeuwvalgrens?
• Wat is de sneeuwgrens?
• Is de sneeuwvalgrens gelijk aan de nulgradengrens?
• Waarom is de sneeuwvalgrens niet overal gelijk?
• Wat is neerslagafkoeling?
• Wat zijn methodes om de sneeuwvalgrens te bepalen?

Sneeuwvalgrens en nulgradengrens

Voordat ik dieper in ga hoe je de sneeuwvalgrens kunt bepalen eerst even een korte uitleg wat de sneeuwvalgrens precies is. De sneeuwvalgrens is namelijk niet gelijk aan de nulgradengrens (vorstgrens). Vaak kan het namelijk nog onder de nulgradengrens sneeuwen. De nulgradengrens is, het woord zegt het al, de hoogte waar de temperatuur 0 graden is. De sneeuwvalgrens is de hoogte waarboven de neerslag in sneeuwvorm valt (en waar om precies te zijn de verhouding 50% regen en 50% sneeuw is). Als de intensiteit van de sneeuwval hoog genoeg ligt kan er (ondanks positieve temperaturen) toch sneeuw blijven liggen.

Natuurlijk kun je aan de hand van de nulgradengrens of temperatuurmetingen inschattingen maken, de sneeuwvalgrens hangt namelijk sterk samen met de temperatuur van de luchtmassa die de Alpen binnentrekt, maar er zijn nog veel meer processen die een invloed kunnen hebben op de uiteindelijke sneeuwvalgrens. Veel beter is het om de temperatuursopbouw en vochtigheid van de hele luchtkolom te weten.

Er bestaat geen algemene sneeuwvalgrens voor de hele Alpen bij een weersituatie. Dit zorgt er vaak voor dat we het in de weerberichten over een range hebben (bijv. een sneeuwvalgrens tussen 1500 en 1800 meter). De sneeuwvalgrens is tijdens een sneeuwvalevent zelden constant. Zo daalt hij bij een inkomend koufront of stijgt het met aanvoer van zachte lucht gedurende de sneeuwval.

In de weerberichten gebruiken we vaker sneeuwgrens dan sneeuwvalgrens, maar strict genomen zit er een klein verschil tussen deze twee termen. De sneeuwgrens is de grens waar sneeuw blijft liggen en ligt doorgaans net iets hoger dan de sneeuwvalgrens.

Van sneeuw naar regen

Hogerop in de atmosfeer valt alle neerslag als sneeuw. Tijdens het afdalen kan het gebeuren dat de sneeuwvlokken onder de nulgradengrens terecht komt (en dus in lucht met een temperatuur boven het vriespunt). Afhankelijk van de luchtvochtigheid duurt het even voordat een sneeuwvlok kan smelten. Vooral als de lucht waarin de sneeuwvlok valt redelijk droog is kan sublimatie (van vast naar gas) ervoor zorgen dat de sneeuwvlok wordt gekoeld, omdat hiervoor energie wordt onttrokken. Bij verdere daling in een omgeving met plustemperaturen smelt de sneeuwvlok daarna mogelijk alsnog. Is de lucht vochtiger, kan de sneeuwvlok sneller smelten en wordt het dus ook sneller een regendruppel. De sneeuwvalgrens ligt dan hoger.

Neerslagafkoeling

Soms kan het zo zijn dat de sneeuwgrens zelfs per dal flink kan verschillen. Een proces dat hiervoor zorgt is neerslagafkoeling. Neerslagafkoeling treedt vaak op bij het passeren van een warmtefront. De binnentrekkende warme lucht glijdt over de koude lucht heen. Met name in de inneralpiene en smalle dalen kan de kou zich beter en langer handhaven omdat de warmere lucht soms moeite heeft om alle dalen te bereiken. Vooral de smalle dalen hebben vaak een groter neerslagsafkoeling-effect omdat er simpelweg minder volume is om af te koelen en dat hier dus sneller kan plaatsvinden. De sneeuwgrens kan hierdoor verrassend laag liggen. Daarnaast is een hoge variabiliteit mogelijk, met verschillen op enkele kilometers afstand of zelfs binnen één dal.

Voor goede neerslagafkoeling heb je twee belangrijke ingrediënten nodig: flink wat neerslag en een zwakke wind. Een sterke wind is voor neerslagafkoeling vaak de dooddoener. Deze zorgt ervoor dat de luchtlagen beter mixen en de sneeuwgrens uiteindelijk weer kan stijgen. De intensieve neerslag is nodig om meer warmte aan de lucht te onttrekken door het smeltproces van de sneeuwvlokken.

Neerslagafkoeling vindt dus plaats tijdens forse neerslaghoeveelheden (in regel meer dan 2 mm/h), waardoor de lucht vaak erg vochtig is. In plaats van sublimatie is hier het smeltproces belangrijk. Voor het smeltproces is er namelijk ook energie nodig. Energie die in de vorm van warmte aan de omgevende lucht wordt onttrokken. Door neerslagafkoeling kan de temperatuur in de gehele luchtkolom tot 0 graden dalen (term: isothermie). De lucht koelt af, waardoor de sneeuwvalgrens ook mee kan dalen.

Weermodellen en meteorologen hebben vaak moeite met dit proces, waardoor dit soms voor een verrassend lage sneeuwvalgrens kan zorgen. Het is goed mogelijk dat de sneeuwvalgrens meer dan 500 of zelfs 1000 meter lager uitkomt dan van tevoren verwacht zonder het proces van neerslagafkoeling. Wel is de sneeuw die valt over vele honderden hoogtemeters erg nat door de temperaturen dicht tegen het vriespunt aan. Voor echte poedersneeuw moeten we het alsnog hogerop zoeken.

Enkele methodes om de sneeuwvalgrens te bepalen

Tenslotte wil ik nog iets meer de diepte in gaan voor wie het interesseert en ook zelf eens aan de slag wil gaan met het bepalen van de sneeuwvalgrens. We kunnen dus niet altijd alleen uitgaan van temperatuur om de sneeuwvalgrens te bepalen, maar hoe kunnen we dan toch vaak redelijk goed weten vanaf welke hoogte het gaat sneeuwen? Daarvoor hebben we enkele methodes die ons kunnen helpen.

• Natteboltemperatuur
• Theta-e temperatuur
• Relatieve topografie

Natteboltemperatuur

Numerieke weermodellen maken vaak gebruik van de natteboltemperatuur van 1 graden Celsius als sneeuwvalgrens. Dit is de temperatuur die wordt gemeten met een thermometer met een nat kousje eraan. Door de verdamping van het vocht in het kousje is de natteboltemperatuur lager dan de gewone temperatuur. Hoeveel precies hangt af van de luchtvochtigheid.

Theta-e methode

Een andere methode is met behulp van de theta-e-temperatuur. Theta-e staat voor equivalente potentiële temperatuur (equivalent potential temperature). Ik wil hierover in dit artikel niet te veel in detail gaan, want dat vergt nog een uitgebreide uitleg over de potentiële temperatuur, maar bij de theta-e wordt er eenvoudig gezegd ook rekening gehouden met zowel de temperatuur als de luchtvochtigheid van een luchtpakketje. Om de sneeuwvalgrens met behulp van de theta-e te bepalen bestaat er een vuistregel: een theta-e op het 850 hPa vlak (ongeveer 1500 meter hoogte) van 12°C resulteert in een sneeuwvalgrens op zeeniveau. Voor elke 12°C tel je er 1000 hoogtemeters bij op. Met een theta-e van 30°C zullen we dus een sneeuwvalgrens van ongeveer 1500 meter zien. De rekensom die je aan de hand van de kaarten kunt gebruiken is (Theta-e – 12) / 0.012. Wel moet je rekening houden met het modeltopografie, waardoor deze kaarten voor leken niet altijd letterlijk af te lezen zijn. Daarnaast blijft deze vuistregel een benadering en kun je deze niet voor iedere weersituatie direct toepassen.

Relatieve topografie methode

Daarnaast wordt voor het bepalen van de sneeuwvalgrens de methode van laagdiktes tussen drukvlakken gebruikt, ook wel relatieve topografie genoemd. Wellicht klinkt dit wat complex, maar de relatieve topografie geeft de dikte weer van een bepaalde luchtlaag en is dus een maat voor de gemiddelde temperatuur in deze luchtkolom. Laagdiktes worden vaak gebruikt voor het bepalen van het type neerslag dat valt omdat het gemakkelijker is om de dikte van een bepaalde luchtlaag te voorspellen dan de temperatuur op een bepaalde hoogte. Een typische laagdikte die wordt gebruikt om het neerslagtype te bepalen is 500-1000 hPa.

Gebieden met relatief lage diktes gaan gepaard met een relatief lage gemiddelde luchttemperatuur in de desbetreffende laag. Is de laag dikker, dan hebben we te maken met een relatief hogere gemiddelde temperatuur in die laag. De maat voor de laagdikte wordt aangegeven in zogenaamde geopotentiaal decameters (gpdm). 524 gpdm geeft een sneeuwvalgrens op zeeniveau. Bij elke 12 gpdm meer moeten we 1000 meters bij optellen om tot de sneeuwvalgrens te komen.

Door de aanname van een zogenaamde verzadigd-adiabatische atmosfeer in deze laag kunnen er bij weersituaties zoals een inversie (waar we deze aanname niet kunnen accepteren) grote verschillen optreden tussen de verwachte en werkelijke sneeuwvalgrens. Zulke methodes kun je dus niet altijd toepassen. Tenslotte moet ik ook aangeven dat deze methodes vaak alleen te gebruiken zijn met regionale modellen die over een hoge resolutie beschikken en dus de topografie van de Alpen ook redelijk goed weergeven. Uit grovere modellen krijg je enkel informatie over de sneeuwvalgrens in het alpenvoorland. Wees dus voorzichtig als je zelf met de kaarten aan de slag gaat en trek niet te snel conclusies.

Lees ook:

• Hoe werkt een weermodel?
• Wat is een noordstau?
• Wat is de straalstroom?
• Wat is föhn?
• Wat is een ensembleverwachting?

Bronnen:

• Pehsl, C. (2010). Modifikation der Schneefallgrenze in komplexer Topographie. Diplomarbeit Universität Wien
• Rohregger, J.B. (2008). Methoden zur Bestimmung der Schneefallgrenze, Diplomarbeit Universität Wien
• Meteoschweiz
• Geosphere Austria