Ijs-vorming

[Dennis]

IJsvorming

Water dat door de vorst in ijs is veranderd. Vrijwel iedereen zal dat regelmatig hebben opgemerkt, maar het bevriezen zelf ziet vrijwel niemand voor zijn ogen gebeuren. De natuurkundige Marcel Minnaert (1893-1970) heeft het proces aan de hand van eigen waarnemingen beschreven.  Zodra het gaat vriezen koelt het water af, het eerst aan het oppervlak. Dat koudere water is zwaarder en zakt omlaag. Als een temperatuur van 4 graden is bereikt mengt het zich verder niet meer omdat water kouder dan 4 graden weer lichter wordt en omhoog komt. Het water in de diepte blijft dus zo'n 4 graden terwijl het water aan het oppervlak afkoelt tot het vriespunt.



De ijsvorming kan dan beginnen. Dat gebeurt op het wateroppervlak met het ontstaan van sterretjes en naaldjes. Die worden steeds groter en sluiten zich aaneen tot ze een samenhangend laagje vormen dat langzaam dikker wordt. Vanuit dit laagje schieten kristallen naar beneden. Ondertussen vormen zich in het water andere kristallen die omhoog komen en samengroeien met de kristallen aan het oppervlak. Het water bevriest het eerst aan de oevers van een sloot. Dat houdt verband met stroming. In het midden blijft het water het langst op temperatuur. De lucht, verwarmd door aanraking met het resterende warmere water, stijgt op boven het midden van de sloot, terwijl koudere lucht vanaf de oevers toestroomt. Die wordt op haar beurt geleidelijk verwarmd naarmate ze het midden van de sloot nadert. Zo koelt het water aan de randen dus sterker af dan in het midden.

Op de ene plaats ontstaat ook sneller ijs dan op de andere. Dat kan verschillende oorzaken hebben. In een rivier bijvoorbeeld duurt het bevriezingsproces veel langer dan in een sloot. Dat komt omdat in een rivier een veel grotere hoeveelheid water moet afkoelen dan in een sloot.  Bovendien stroomt rivierwater meestal sneller dan slootwater, waardoor in een rivier voortdurend water uit verschillende lagen wordt gemengd en de afkoeling langzamer gaat. Onder een brug komt het ijs ook later en blijft het dunner. De stroming onder een brug is door een vernauwing van de waterstroom meestal sterker.  Bovendien verdampt onder een brug minder water, is er minder uitstraling en is ook de toevoer van koude lucht geringer. Dat verklaart ook waarom een open sloot sneller met ijs bedekt is behalve waar het water onder dichte takken of struiken ligt.

KNMI

zie ook: IJsaangroei en ijsdikte http://www.knmi.nl/cms/content/28531/ijsaangroei_en_ijsdikte