Snø – overvann – lagdelt is

Snødekt is

Det bygges en iskant mot åpent vann, og isklumper kan kastes inn på isen.

Når snøen legger seg på isen blir det svært vanskelig å se farlige områder. Ligger snøen svært jevnt kan man oppdage overganger fra tykk til tynn is ved at snøen ligger lavere på den tynne isen (fordi overflaten ligger lavere). Er isen riktig tynn vil snøfallet lett gi overvann, så økende overvann er også et tegn på mulig tynnere is.

På store vann er det ofte litt sammenpresset is ved overgangene fra tykk til tynn is, og små isbiter kan være skyllet opp på den eldste isen (se bildet). Når isen legger seg helt vil det en stund være kritisk forskjell i bærevnen på gammel og ny is. En må derfor alltid sjekke isen på nytt ved slike skillelinjer. Selv etter et lite snøfall vil dette synes som en liten haug i snøen. Ved større snøfall eller vind vil skillet viskes ut.

Overvann

Overvann oppstår ved:

  • Snøfall som tynger isen og presser opp underliggende vann
  • Regnvær
  • Mildvær så snø på isen smelter

Vanligst i Norge er overvann etter store snøfall. Is flyter på vannet og omtrent en tiendedel av istykkelsen stikker opp av vannet. Ved snøfall vil vekten av snøen tynge ned isen og vannet finner gjerne veien opp i snøen og den nederste delen av snødekket blir gjennomvåt sørpe. Hvor mye vann som trenger opp avhenger av opprinnelig istykkelse og mengden snø. Mer grundig fysisk forklaring finner du i fotnote nederst i kapittelet. Er snølaget tykt vil den øverste delen fortsatt være tørr og isolere slik at vannet ikke fryser før snøen er blitt mer komprimert og mister isolasjonsevnen. En periode vil en skiløper da kunne vasse i vann selv om det er svært kaldt!

Overvann er ikke en skiløpers drøm!

Betingelsen for den ovenfor beskrevne prosess er at det er hull eller sprekker i isen. I kalde strøk, som fjellet og indre strøk, er det ikke uvanlig at stålisen blir tykk og solid før snøfallet, slik at vannet ikke finner veien opp. Vannet står da under trykk, og når man borer gjennom isen kan det stå en liten fontene opp av hullet, og det brer seg store mengder overvann titalls meter fra borehullet. En bør derfor ikke bore for nær etablerte skiløyper når det er mye snø på isen.

Åthull

Dersom isen har relativt få sprekker eller hull (for eksempel gamle pilkehull) vil store vannmengder fra undersiden av isen presses opp igjennom disse få hullene. Varmen fra vannet utvider hullet som kan bli noen titalls cm i diameter, og kalles åthull da isen er «spist» opp. Vannstrømmen vil ofte fukte snøen slik at det blir et søkk i snøpakken over hullet, og man får mye overvann i området rundt.

Bilde av et åthull på Hakkloa 14. februar 2007. Isen var lagdelt. Første bilde viser hullet før fjerning av sørpeis, mens det andre bildet viser det nederste stålislaget når sørpeisen er fjernet. Da ser man også åthullet i isen som ikke var særlig mye større enn et isbor. Hullet kan ha blitt laget av en isfisker, men det kan like gjerne ha startet som en liten sprekk og smeltet til et ganske rundt hull når vannet har strømmet opp av hullet.

Vannet trenger opp av noen hull og brer seg utover på overflaten. Når overvannet brer seg til en sprekkfri forsenking på overflaten (tynnere is eller mer snø), vil det samle seg der og presse isen ytterligere ned, og samle enda mer overvann. En vil derfor funne varierende mengder overvann på en innsjø, og det er ikke alltid slik at hullet i isen ligger der hvor det er mest overvann.

Unngå likevel områder med forsenking i snøoverflaten og/eller økende overvann. Det kan være et åthull der, mest sannsynlig ett i nærheten. Som regel er isen trygg frem til hullet, men det sikreste og tørreste er å unngå området.

Slukhull

Etter regnvær på blank is vil regnvannet tynge ned isen. I sprekkfri is blir den liggende på overflaten og kan fryse ved neste kuldeperiode, men i lavlandet er det mer vanlig at vannet finner en vei ned gjennom sprekker eller gamle pilkehull. På samme måte som med åthull smelter iskanten av hullet når vannet renner gjennom, og hullet vokser. Hullet blir størst når mye vann passerer, altså når det er få hull på isen. Hullene kalles slukhull og blir sjeldent større enn noen titalls cm i diameter. På en snøfri overflate ser man typisk et stjerneformet mønster av små «bekker» der vannet har rent mot hullet. Slukhullene har som åthull som regel forholdsvis jevntykk is helt til kanten av hullet, men på tynn is kan de være svekket til under bærenivået. På en regnvåt overflate kan det være en utfordring å oppdage dem i tide for en skøyteløper. Slukhull blir ofte misoppfattet til å være et meteorittnedslag.

Gamle slukhull

Når snøen på overflaten smelter om våren vil det også dannes slukhull. Ofte ser man dette som mørke områder på isen. Generelt er det mer utrygt rundt slukhull på våren, og den mørke fargen kan også indikere is i full oppløsning, så legg ruta godt utenom mørke partier på våren.

Lagdelt is

Som beskrevet over kan det dannes et sørpelag på isen etter et stort snøfall. Sørpen er som regel dekket av tørr snø, men all snøen kan bli gjennomvåt dersom isen er tynn med liten oppdrift, eller snøfallet er etterfulgt av kraftig mildvær. Ved ny kulde vil sørpen fryse til sørpeis, og tilfrysingen går saktere når det ligger tørr isolerende snø over sørpen. Tilfrysingen starter øverst i sørpelaget. En periode vil det være to islag, sørpeis øverst og stålis nederst med et mellomliggende lag av vann og sørpe som ikke har frosset ennå.

I snørike områder kommer det ofte nye snøfall før lagene er sammenfrosset. All isen presses på nytt under vannlinjen og ny sørpe dannes på toppen. Ved ny kulde er det det øverste laget som fryser først og all is eller sørpe lenger ned i isen blir uforandret (det kan smelte nederst om det er strøm under isen) til de øverste sørpelagene er gjennomfrosset. Det er altså været som avgjør om lagene rekker å fryse sammen før neste snøfall. Av og til observerer man mer enn fem islag med mellomliggende sørpe, men oftest er det ingen, ett eller to sørpelag. Årsaken til at det normalt ikke er mange lag med sørpe/vann er at økende istykkelse utover vinteren gir mer oppdrift slik at det skal svært store snøfall til for å lage overvann. Figuren under beskriver hvordan et isdekke kan utvikle seg utover vinteren i et område med kulde og to større snøfall.

Utviklingen av isdekket på en innsjø ved kulde og to snøfall. Snøfri is vokser raskt i kulde, den er uten belastning og flyter (1-3). Snø trykker isen ned vann trekker opp gjennom sprekker i isen og gir overvann og sørpe (4). Ved ny kulde begynner sørpelaget å fryse til sørpeis (5-6), som etter hvert fryser sammen med stålisen (7). Dette gjentar seg ved fortsatt vekslende vær utover vinteren (8-9).

I perioder med overvann eller mellomliggende vann/sørpelag er det ikke noe varmetap fra underliggende is til lufta. Andre vann/sørpelag under det øverste vann/sørpelaget vil derfor ikke kunne fryse til is før det øverste laget er helt gjennomfrosset. Stålislaget helt nederst vil ikke vokse før alle overliggende vann/sørpelag er tilfrosset.

Frysing av mellomliggende sørpelag i en kuldeperiode. Røde streker hviser hvor det skjer forandringer. Først må eventuell snø miste isolasjonsevnen (1). I dette eksempelet var det ikke overvann, og dermed sørpe på isen. Hadde det vært sørpe på isen måtte den fryse til sørpeis før tilfrysingen startet øverst i øverste sørpelag (2). Når dette laget er gjennomfrosset starter tilfrysingen øverst i neste sørpelag (3). Dette går enda saktere enn i forrige sørpelag da det er mer is over som isolerer. Når all sørpe er gjennomfrosset kan fortsatt kulde gi vekst av stålis på bunnen av isen (4), men da er det enda mer isolerende is som reduserer tilfrysingen.

Stort sett er det lite varmetransport fra innsjøvannet til isen, så isen smelter svært sakte i perioder med overliggende vannlag. Typisk observeres det 1-2 cm smelting på en måned med vannlag. Et viktig unntak er der vann er i bevegelse under isen slik at det er varmetransport fra innsjøvannet til isen. Der vil isen smelte nedenifra når det er vannlag som hindrer nedkjøling fra lufta. Smeltingen avhenger av temperaturen og hastigheten på vannet som strømmer under isen. Spesielt utsatt for dette er is på innsjøer som fortsatt er litt varme tidlig på vinteren, eller nedtappede reguleringsmagasiner. Vannlag svekker derfor isen ved innløp, utløp og i trange og grunne sund, men på mesteparten av innsjøen endres ikke tykkelsen noe særlig.

Der det ikke er smelting nedenifra vil isen brytes ned lag for lag fra toppen. I snørike fjellstrøk er det vanlig at sørpelagene ikke rekker å fryse sammen før nye snøfall gir nytt overvann og stanser innfrysingen i det mellomliggende laget. Det er derfor vanlig med flere islag, og i starten av isløsningen om våren kan det være vanskelig å krysse slike vann da en kan gå gjennom det øverste laget og havne i mye sørpe. Det er derimot ikke farlig før mot slutten av smeltingen når man beveger seg på de nederste islagene. Men smelting nedenifra og åthull må man alltid være oppmerksom på.

Overis

Overis er en form for lagdelt is som er svært plagsomt og farlig for skøyteløpere. Mildvær med smelting av overflaten gir en vannhinne på isen. Dette gir glatt og fin skøyteis inntil overflaten begynner å fryse. Det vanlige er at smeltevannshinnen er tynn slik at gjenfrysning skjer i løpet av et par dagers kulde, men groper på isen kan samle opp et tykkere vannlag og bruke lenger tid på gjenfrysning. Faren for en skøyteløper er at skøyten skjærer gjennom det øverste islaget og gir en bråbremsing som ofte ender med fall. Det kan da ende med stygge kuttskader mot den skarpe overflateisen.


Fotnote: Fysisk beskrivelse av hvorfor det blir overvann:
Isen har en oppdrift som er omtrent en tiendedel av tyngden. 10 cm is vil synke dersom det får noe oppå seg som tilsvarer 1 cm vann. Nyfalt tørr snø har en tetthet rundt 100 kg/m³. Mer enn 10 cm snø vil dermed veie mer enn oppdriften, og isen vil synke. Når vannet trenger opp i snøen vil den nederste delen bli til sørpe. Sørpen har også litt oppdrift da luften i snøkrystallene gjør at den er lettere enn vann. Det tyngende snølaget som ligger over vannflaten er nå tynnere og tynger mindre. Det oppstår en likevekt hvor tyngden av snøen over vannflaten er lik samlet oppdrift av isen og sørpen under vannflaten.


Foto:
Skillelinje - Randi Pytte Asvall, ukjent hvor og når
Overvann - Ragnar Ekker, Volbufjorden, 24. februar 2014.
Åthull - Oslo vann-og avløp, 14. februar 2007.
Slukhull - Rolf Utgård, Visterflo i Greåker 16. januar 2013.
Øverste figur om utviklingen av lagdelt is er hentet fra NVE-rapport nr. 20-2010, Randi Pytte Asvall.