Eisbildung

Eisbildung bezeichnet den Prozess, bei dem Wasser in festen Zustand übergeht. In der Wissenschaft wird der Begriff sowohl für die Eisbildung auf freien Wasserflächen wie Seen und Flüssen als auch für die Frostbildung an Oberflächen durch Abscheidung von Wasserdampf verwendet. Die resultierende Eisdecke beeinflusst den Energieaustausch zwischen Wasser und Luft, das Ökosystem sowie Verkehrs- und Versorgungsinfrastrukturen.

Voraussetzungen sind Unterkühlung und Temperaturen unter dem Gefrierpunkt. Reines Wasser friert bei 0 °C, Salzwasser erst bei deutlich niedrigeren Temperaturen. Die Luftfeuchtigkeit, Oberflächenbeschaffenheit, Schneedecke, Strömung in Gewässern und das Vorhandensein von Nukleationskeimen bestimmen, wie schnell Eis entsteht. Wärmeabgabe aus dem Wasser und von Oberflächen sowie Sublimation oder Kondensation beeinflussen den Verlauf der Eisbildung.

Typische Erscheinungsformen umfassen: auf Gewässern die Bildung von Frazil-Eis und später feste Eisdecken, Eisschollen oder Pfannkuchen-Eis; auf festen Oberflächen Reif und Hoarfrost durch Abscheidung von Wasserdampf; Glatteis durch Gefrierregen, bei dem flüssiges Wasser sofort an Oberflächen erstarrt.

Auswirkungen sind vielfältig: Eisbildung verändert den Wasserhaushalt, die Albedo und den Lebensraum von Organismen, sowie die Sicherheit von Verkehr, Infrastruktur und Energieversorgung; sie kann zu Versagensrisiken, Verzögerungen oder erhöhtem Wartungsbedarf führen.

Zur Überwachung und Vorhersage werden Wettermodelle, Satelliten- und Radarbeobachtungen sowie Messungen von Temperatur, Feuchte, Salzgehalt und Eisstärke genutzt. Forschung und Praxis befassen sich mit Schutzmaßnahmen, Entwässerungs- und Enteisungsverfahren sowie dem Umgang mit Eisbildung in Infrastrukturprojekten.