Śnieg – opad atmosferyczny w postaci stałej, składający się z drobnych kryształów lodu, często połączonych ze sobą w różne formy, m.in. gwiazdki, blaszki. Kryształki lodu powstają z przechłodzonych kropelek wody lub przez resublimację pary wodnej na lodowych jądrach krystalicznych.

Pokrywa śnieżna – śnieg zalegający na powierzchni ziemi i przykrywający ją całkowicie lub przynajmniej w 50% i więcej (pokrywa śnieżna z przerwami); stan i grubość pokrywy śnieżnej określa się na stacjach meteorologicznych i opadowych codziennie o godz. 6:00 UTC. Pokrywa śnieżna to dynamiczny, niestabilny system otwarty, jedno – lub wielowarstwowy, złożony z wody i powietrza atmosferycznego oraz różnego rodzaju zanieczyszczeń. Powstaje ona przy ujemnych temperaturach powietrza w procesie odkładania się śniegu na powierzchni gruntu. Woda w pokrywie śnieżnej może występować w stanie stałym, ciekłym i gazowym: proporcje między fazami zmieniają się w czasie. Każda nowo powstająca warstwa pokrywy śnieżnej poddawana jest działaniu czynników meteorologicznych (czynniki zmienne), których intensywność jest modyfikowana przez czynniki niemeteorologiczne (czynniki stałe) – m.in. wysokość nad poziom morza, ekspozycję, nachylenie, rzeźbę czy użytkowanie terenu. Odkładanie się kolejnych opadów śniegu na wcześniej uformowanych warstwach doprowadza do wykształcenia się kolejnych poziomów o zróżnicowanych właściwościach fizyko-chemicznych (Fot. 1.1). Wyrazistość i odmienność poszczególnych części profilu zależą od wielkości i właściwości kolejnych opadów śniegu oraz intensywności i czasu oddziaływania na nie czynników zewnętrznych.

Zmiany właściwości pokrywy śnieżnej, zachodzące od czasu jej pojawienia się do chwili jej zupełnego zaniku, określa się mianem dojrzewania lub rozwoju. Ponieważ właściwości te są ze sobą powiązane, do opisu rozwoju pokrywy śnieżnej wystarczająca jest znajomość tylko niektórych, najbardziej reprezentatywnych dla tego procesy parametrów. Najczęściej wykorzystuje się do tego celu gęstość śniegu, która determinując większość parametrów pokrywy śnieżnej – uważana jest za najlepszy wskaźnik stopnia metamorfozy śniegu.

Najważniejsze charakterystyki pokrywy śnieżnej

Grubość pokrywy śnieżnej – wysokość zalegającego śniegu mierzona [cm].

Przyczyny wzrostu grubości pokrywy śnieżnej:

  1. opady śniegu,
  2. nawiewanie suchego śniegu z miejsc sąsiednich.

Przyczyny spadku grubości pokrywy śnieżnej:

  1. proces deflacji (wywiewania) śniegu,
  2. proces osiadania pokrywy śnieżnej,
  3. proces zaniku pokrywy śnieżnej (parowanie i sublimacja, topnienie i odpływ wody z pokrywy),
  4. ubijanie śniegu przez wiatr
  5. pochłanianie przez śnieg wody opadowej i wody opadającej z roślin,
  6. topnienie i zamarzanie powierzchniowych warstw śniegu.

Gęstość śniegu – to masa jednostkowej objętości śniegu mierzona [g/cm3] lub [kg/m3]. Gęstość całkowita pokrywy śnieżnej wzrasta w miarę zagęszczania fazy stałej i równoczesnego zmniejszania objętości porów pomiędzy kryształami śniegu. Wzrost gęstości następuje na skutek:

  1. osiadania śniegu na skutek grawitacji,
  2. sprasowania warstw śniegu przez wiatr,
  3. topnienia i ponownego zamarzania powierzchniowych i dolnych warstw śniegu,
  4. wypełnienia porów śniegu wolną wodą.

Gęstość świeżego spadłego śniegu zmienia się najczęściej w przedziale 0.05-0.12 g/cm3 (50-120 kg/m3), zaś gęstość starego, zleżałego śniegu w granicach 0.35-0.5 g/cm3 (350-500 kg/m3). Opady śniegu powodują spadek gęstości śniegu, a opady deszczu jej wzrost.

Zapas wody w pokrywie śnieżnej – całkowita ilość wody zawarta w śniegu, uzyskana po stopieniu warstwy śniegu, która zalega na danej powierzchni. Zapas wody w pokrywie śnieżnej wyrażony jest [mm]. Zapas wody śniegu zależy od dostawy i ubytku wody w określonym czasie, czyli od bilansu wodnego pokrywy śnieżnej. Podstawowym elementem przychodowym w równaniu bilansu wodnego pokrywy śnieżnej jest suma opadów atmosferycznych (ponadto dostawa wody w postaci osadów atmosferycznych i opadów poziomych oraz nawiewanego śniegu). Po stronie rozchodów znajdują się odpływ i infiltracja topniejącej wody (grawitacyjne przemieszczanie wód powierzchniowych oraz opadowych w głąb skorupy ziemskiej) oraz parowanie z sublimacją (bezpośrednie przejście ze stanu stałego w stan gazowy z pominięciem stanu ciekłego), a także deflacja śniegu (zwiewanie, wywiewanie śniegu).

Profil pokrywy śnieżnej z widocznymi poziomami/warstwami o zróżnicowanych właściwościach fizyko-chemicznych (fot. M. Karzyński, A. Fiema)Fot. 1.1. Profil pokrywy śnieżnej z widocznymi poziomami/warstwami o zróżnicowanych właściwościach fizyko-chemicznych (fot. M. Karzyński, A. Fiema)