Gjennomsiktig 6 cm tykk stålis på Hakkloa

Stålis dannes når innsjøvannet fryser. Det er gjennomsiktig og ser nesten svart ut i forhold til sørpeis (se neste istype) når en ser ned i et hull i isen. Stålisen er alltid nederst i det nederste islaget, og er den sterkeste istypen. Særlig i starten av sesongen kan innsjøisen bestå av kun stålis. På svensk kalles den "kärnis" og på engelsk "black ice".

De to viktigste energileddene som styrer isvekst er varmetap til luften og tilførsel av varme fra vannet under isen. Der varmetapet til luften er større enn varmetilførselen fra vannet vil isen vokse, og er varmetapet mindre enn tilførselen vil isen smelte. Varmetilførsel nedenfra har vi der det strømmer vann under isen, som ved innløp, utløp og i trange og grunne sund. På mesteparten av en innsjøflate står vannet derimot i ro under isen og varmetilførselen er svært liten.

Der vannet står i ro under isen vil varmetapet til lufta dominere. Isen vokser raskt de første døgnene, men ettersom istykkelsen øker avtar isveksten. Husk at stålisen vokser der det er tilgjengelig vann å fryse til is, og det er rett under isen. Isen blir derfor et isolerende lag mellom vannet som skal fryse til is, og den kalde lufta over isen. Desto tykkere isen blir, desto mer isolerer den og forsinker tilfrysing av ny stålis. Dersom isen legger seg for eksempel en uke tidligere på de grunne delene av en innsjø, så kan en ha 10 cm is på de grunne partiene når isen legger seg på de dype delene. Den neste uken vil da isen ha vokst til 10 cm på de dype partiene, mens den bare har vokst 5 cm til 15 cm på den eldste isen. Den nye isen tar vanligvis igjen den gamle isen på tykkelse utover vinteren, men snøfall kan komplisere dette.

Faller det lett luftig snø på toppen av isen kan isveksten nesten stoppe helt opp. Tørr snø er nemlig en vesentlig bedre isolator enn is (se figur). Selv uten snø ville isen i Norge ikke bli mer enn litt over 1 m tykk i løpet av en vinter. I praksis faller det snø, slik at vi selv i snøfattige strøk sjeldent finner stålis på mer enn 70 cm. Tilbake til eksempelet i forrige kapittel, så ville et snøfall like etter islegging på de dype partiene medført at isveksten stanset. En ville hatt farbar is på de grunne partiene mens de dype partiene var farlig tynne. Dette ville vedvart til snøen mistet isolasjonsevnen, noe som kan ta flere uker i stille og kaldt vær.

Figuren viser tre ulike snø og istykkelser og hvordan temperaturen i snøen og isen er ved en lufttemperatur på -20 °C. Når den røde pilen ligger nesten flatt synker temperaturen mye om man går 1 cm høyere opp i isen. Vi sier at temperaturgradienten er stor. Stort temperaturfall gir også stort varmetap. Isen vokser altså raskt når pilen ligger flatt, og saktere desto mer vertikalt den står.

I områder hvor vannet strømmer under isen kan bare stålisen vokse når det er veldig kaldt, slik at varmetapet til luften er større enn varmetilførselen fra vannet. Med moderat kulde eller plussgrader smelter isen nedenifra. Stålistykkelsen kan derfor variere mye i slike områder.

Når det faller snø på isen kan vi få dannet sørpeis, og vi kan få flere lag med is med mellomliggende flytende lag av vann og sørpe. Stålisveksten kan da stanse helt opp, og der vannet strømmer under isen kan den smelte helt vekk. Les mer på de neste sidene.


Foto: Ånund Kvambekk, Hakkloa, 15. desember 2015