Hoe ontstaat en groeit een gletsjer?

Gletsjers komen voor op alle continenten, mits Nieuw-Zeeland en Nieuw-Guinea tot het continent Oceanië gerekend worden. Gletsjervorming hangt af van specifieke omstandigheden in het lokale klimaat: de hoeveelheid neerslag, temperatuur en de aanwezigheid van een accumulatiezone. Alpiene gletsjers bestaan uit deze accumulatiezone, ablatiezone en firn-zone.

De accumulatiezone is het gebied waarin sneeuw valt en op de gletsjer terecht komt. Dit kan komen door bijvoorbeeld de wind, maar ook door lawines. Waar deze sneeuw terecht komt en vervolgens omgezet wordt in “firn” (samengeperste sneeuw) en later tot ijs, is de firnzone. Firn is nog open en poreus, maar compacter dan sneeuw. IJs is niet meer poreus.

Op de afbeelding hieronder zie je de door mij getrokken zwarte lijn op de Glacier de Saleina in Italië. Deze lijn geeft min of meer de accumulatiezone aan: sneeuw valt bijvoorbeeld op de Aiguille d’Argentiere en valt als lawine op deze gletsjer. De blauwe lijn geeft de firnzone aan: hier blijft de sneeuw in principe het hele jaar liggen en veranderd dus in firn. Als er meerdere jaren sneeuw op valt, wordt het door de toegenomen druk ijs en gedraagt het zich als een vloeistof en stroomt het naar beneden.

Door het naar beneden stromen komt het ijs in de ablatie-zone. Deze begint bij de gele pijl en is de lijn waar het ijs niet meer bedekt wordt door firn.

Deze scheiding vindt plaats op de “equilibrium-lijn”. Dit is dus de lijn waar de jaarlijkse hoeveelheid sneeuw net zo groot is als het verlies door smelt of verdamping. Een gletsjer groeit als er meer sneeuw valt dan er in de ablatie-zone afsmelt. De grootte van het firnbekken bepaald in belangrijke mate hoe lang een gletsjer kan worden: er is een groot aanbod van ijs wat kan ontstaan en verder naar beneden kan vloeien. Ook de hoeveelheid neerslag is uiteraard sterk bepalend voor de hoeveelheid ijs welke ontstaat, evenals de temperatuur in de zomer. In jaren waarin veel sneeuw valt in de winter en met een koele zomer, kan een gletsjer groeien (zowel in lengte als in massa).

Grafische weergave van het ontstaan van een gletsjerHet ontstaan van een gletsjer

Frostbite (bevriezing)

Frostbite, ofwel bevriezing, is een verschijnsel wat bij extreme koude kan voorkomen: bij temperaturen lager dan -15°C kan dit verschijnsel snel optreden, maar ook bij hogere temperaturen is er gevaar. Hierbij kunnen uitstekende lichaamsdelen zoals neus, oren, vingers en tenen beschadigd raken door de vorst. Deze lichaamsdelen hebben weinig spieren en bevinden zich op ruime afstand van het hart, waardoor er minder bloed stroomt. Door de lage temperaturen vernauwen de bloedvaten zich, waardoor er nog minder bloed deze lichaamsdelen kan bereiken.
Omdat de term frostbite beter de lading dekt van het verschijnsel, zullen wij deze term hier ook hanteren.

Wat veroorzaakt frostbite?

De belangrijkste veroorzaker is uiteraard vorst: het moet vriezen om van frostbite te kunnen spreken. Daarbij is er een aantal versterkende factoren:

  • Wind: als het harder waait, kan er meer warmte afgevoerd worden van het lichaam. Hierdoor koelt het lichaam en de genoemde lichaamsdelen sneller en verder af. Dit vergroot het risico op frostbite aanzienlijk.
  • Hoogte: Op grote hoogte maakt het lichaam extra rode bloedlichaampjes aan, als reactie op de kleinere hoeveelheid zuurstof in de lucht. Hierdoor wordt het bloed stroperiger en stroomt het minder makkelijk door de bloedvaten. In combinatie met de eerder genoemde vernauwing van de bloedvaten door de lage temperaturen kan dit leiden tot een snelle intrede van frostbite.
  • Roken: Roken vernauwt de bloedvaten en maakt ze minder flexibel. Dit vergroot de kans op frostbite. Ook een hoog cholesterol kan leiden tot soortgelijke problemen.
  • Natte kleren: Natte kleren bevorderen de afgifte van warmte aan de omgeving en koelen een lichaam dus sneller af.
  • Slechte bloedcirculatie: Het dragen van strakke kleding beperkt de bloedcirculatie.

Gevolgen van frostbite

Er zijn diverse stadia in frostbite. De meeste mensen in Nederland hebben de eerste fase al zelf ervaren: de huid wordt wit en begint te tintelen. Dit merken we al wanneer we bijvoorbeeld fietsen door de regen bij een temperatuur net boven 0°C: er is veel wind (rijwind) en de natte handen verliezen snel warmte. Wanneer we lang door fietsen gaat het echt pijn doen en worden de handen gevoelloos en rood: de tweede fase is bereikt. Wanneer de handen nog verder afkoelen (tot onder 0°C) kom je in de derde fase: het weefsel raakt beschadigd en zenuwen kunnen afsterven. Behandeling moet onmiddelijk volgen, anders ontstaat droog gangreen. Dit is het afsterven van weefsel door bevriezing. De huid wordt zwart en sterft af. Het kan noodzakelijk zijn om lichaamsdelen te amputeren.

Andere vormen

Behalve bevriezing zijn er nog meer voorbeelden van schade die kan ontstaan door lage temperaturen. Een voorbeeld hiervan zijn wintertenen. De tenen of vingers zwellen op en jeuken behoorlijk. Het is echter vrij onschuldig en meestal niet chronisch. Met het aantrekken van juiste kleding zijn de belangrijkste preventieve maatregelen vaak al genomen.

Een ernstiger aandoening zijn loopgraafvoeten. Loopgraafvoeten (trench foot) zijn obekend geworden in de Eerste Wereldoorlog, toen tienduizenden soldaten dag in dag uit met hun natte laarzen in de natte loopgraven stonden. Voeten worden rood of blauw, zwellen op en vertonen blaren en open wonden. In feite beginnen de voeten te rotten, terwijl ze nog aan het lichaam vastzitten. Gangreen kan ontstaan en de voeten rest vaak nog slechts amputatie, om de dood te voorkomen. In tegenstelling tot frostbite hoeft het voor loopgraafvoeten niet te vriezen: temperaturen onder de 16°C zijn laag genoeg om te leiden tot loopgraafvoeten.

Hoogteziekte

Hoogteziekte kan ontstaan op hoogtes boven de 2000m en kan iedereen treffen. De kans op hoogteziekte is het grootst bij een slechte acclimatisatie (gewenning), maar ook zeer goed geacclimatiseerde personen kunnen getroffen worden.
Hoogteziekte ontstaat door een gebrek aan zuurstof in de lucht. Naarmate je hoger in de atmosfeer komt, daalt de luchtdruk en daarmee het aantal deeltjes zuurstof per liter lucht. Bij iedere ademteug die je neemt, krijg je minder zuurstof binnen dan op zeeniveau. Als reactie hierop zal het lichaam extra rode bloedlichaampjes aanmaken: deze transporteren de zuurstof naar de overige cellen in het lichaam.

Hiervoor is tijd nodig: Om een berg als de Mont Blanc (als laagland-bewoner) te beklimmen met een sterk gereduceerde kans op hoogteziekte ben je enkele dagen verder. Hierbij geldt veelal het devies: overdag zo hoog mogelijk komen en laag overnachten. Dit zou het proces bespoedigen. Belangrijk hierbij is om veel te drinken: de lucht in de bergen is vaak droog, de lichamelijke activiteit hoog en door het aanmaken van de extra rode bloedlichamen wordt het bloed dikker. Water is hiervoor de beste verdunner.
Boven de 7500m kan het lichaam zich niet langer aanpassen en zal men steeds vermoeider worden: dit noemt men de Zone des Doods

Symptomen

Hoogteziekte treed in de meeste gevallen zeer acuut op, maar niet altijd even intens. Er zijn milde symptomen ernstige symptomen. De milde symptomen bestaan uit slapeloosheid, verhoogde hartslag, verminderde eetrust en hoofdpijn. De volgende fase brengt meer ongemak met zich mee: misselijkheid, diarree en/of braken. De ernstige symptomen ontstaan bij langdurige blootstelling aan het zuurstofgebrek en meestal op extreme hoogte (hoger dan 5000m). De ernstige symptomen zijn zware hoofdpijn, oververmoeid zijn (ondanks de genoten rust), onverschilligheid, oedeem, verlies van coördinatie en het ophoesten van bloederig slijm. Als er niet wordt afgedaald zal de dood volgen, ofwel door hartstilstand, danwel door de verschillende soorten oedeem. Bij longoedeem bijvoorbeeld stik je in het vocht in je longen, bij hersenoedeem (symptoom: zware hoofdpijn) krijg je een hersenbloeding.

Hoogteziekte is vooral gevaarlijk in combinatie met frostbite. Door het dikker wordende bloed is het moeilijker om alle lichaamsdelen te bereiken. Hierdoor is het risico op frostbite groter.

Remedie

Eigenlijk is er tegen hoogteziekte maar 1 werkende remedie: afdalen. Veel water drinken kan verlichtend werken, evenals het gebruiken van bepaalde medicijnen. Beide bieden echter geen structurele oplossing. Hoe hoogteziekte precies ontstaat is tot op heden onbekend, en dus zijn ook de beste remedies nog slechts die remedies waarnaar we het beste kunnen gissen.

Hoogteziekte kan ontstaan op hoogtes boven de 2000m en kan iedereen treffen. De kans op hoogteziekte is het grootst bij een slechte acclimatisatie (gewenning), maar ook zeer goed geacclimatiseerde personen kunnen getroffen worden.
Hoogteziekte ontstaat door een gebrek aan zuurstof in de lucht. Naarmate je hoger in de atmosfeer komt, daalt de luchtdruk en daarmee het aantal deeltjes zuurstof per liter lucht. Bij iedere ademteug die je neemt, krijg je minder zuurstof binnen dan op zeeniveau. Als reactie hierop zal het lichaam extra rode bloedlichaampjes aanmaken: deze transporteren de zuurstof naar de overige cellen in het lichaam.

Hiervoor is tijd nodig: Om een berg als de Mont Blanc (als laagland-bewoner) te beklimmen met een sterk gereduceerde kans op hoogteziekte ben je enkele dagen verder. Hierbij geldt veelal het devies: overdag zo hoog mogelijk komen en laag overnachten. Dit zou het proces bespoedigen. Belangrijk hierbij is om veel te drinken: de lucht in de bergen is vaak droog, de lichamelijke activiteit hoog en door het aanmaken van de extra rode bloedlichamen wordt het bloed dikker. Water is hiervoor de beste verdunner.
Boven de 7500m kan het lichaam zich niet langer aanpassen en zal men steeds vermoeider worden: dit noemt men de Zone des Doods

Symptomen

Hoogteziekte treed in de meeste gevallen zeer acuut op, maar niet altijd even intens. Er zijn milde symptomen ernstige symptomen. De milde symptomen bestaan uit slapeloosheid, verhoogde hartslag, verminderde eetrust en hoofdpijn. De volgende fase brengt meer ongemak met zich mee: misselijkheid, diarree en/of braken. De ernstige symptomen ontstaan bij langdurige blootstelling aan het zuurstofgebrek en meestal op extreme hoogte (hoger dan 5000m). De ernstige symptomen zijn zware hoofdpijn, oververmoeid zijn (ondanks de genoten rust), onverschilligheid, oedeem, verlies van coördinatie en het ophoesten van bloederig slijm. Als er niet wordt afgedaald zal de dood volgen, ofwel door hartstilstand, danwel door de verschillende soorten oedeem. Bij longoedeem bijvoorbeeld stik je in het vocht in je longen, bij hersenoedeem (symptoom: zware hoofdpijn) krijg je een hersenbloeding.

Hoogteziekte is vooral gevaarlijk in combinatie met frostbite. Door het dikker wordende bloed is het moeilijker om alle lichaamsdelen te bereiken. Hierdoor is het risico op frostbite groter.

Remedie

Eigenlijk is er tegen hoogteziekte maar 1 werkende remedie: afdalen. Veel water drinken kan verlichtend werken, evenals het gebruiken van bepaalde medicijnen. Beide bieden echter geen structurele oplossing. Hoe hoogteziekte precies ontstaat is tot op heden onbekend, en dus zijn ook de beste remedies nog slechts die remedies waarnaar we het beste kunnen gissen.

Het weer in de bergen

Het weer in de bergen kan erg verraderlijk zijn. Omstandigheden veranderen razendsnel: het ene moment lijkt het bloedheet, maar zodra er wolken voor de zon schijnen kan het erg koud zijn. Een en ander hangt af van de hoogte waarop je vertoeft. Ik zal hier in het kort proberen uit te leggen wat de gevaren zijn en hoe je deze kunt herkennen. Er geldt immers: hoe sneller je een gevaar herkent, des te sneller kan je werken aan een oplossing. De grootste gevaren zijn:
– Sneeuwbuien
– Onweer
– Mist of laaghangende bewolking

Read more

Kouder naarmate de hoogte toeneemt

Zoals de meeste mensen wel weten, wordt het kouder naarmate de hoogte toeneemt. Zo is het op een berg van 3000m hoogte gemiddeld kouder dan op 2000m hoogte, maar warmer dan op 4000m hoogte. Maar waarom eigenlijk, en hoeveel scheelt het dan?
De tweede vraag is het gemakkelijkst te beantwoorden: de stelregel is dat het 6 graden kouder wordt met iedere 1000m stijgen, ofwel 0,6°C per 100m. In uitzonderlijke gevallen scheelt het meer dan 1.5°C per 100m, in sommige gevallen (in een inversie, zie ook: Het weer in de bergen) loopt de temperatuur op naarmate men hoger komt.
Maar waarom wordt het kouder als de hoogte toeneemt?
De eerste vraag is iets moeilijker te beantwoorden, want er zijn meerdere dingen die een rol spelen. Het gaat om de volgende aspecten:
– Uitzetten van lucht
– Schaduw
– Droge lucht
– Sneeuwbedekking

Grafische weergave van temperatuursverval met de hoogte
Vertaling van EASA Part 66, module 81: https://www.slideshare.net/soulstalker/easa-part66-module-81-physics-of-the-atmosphere

Het eerste aspect is meteen het belangrijkste aspect: op zeeniveau heerst een druk van (afgerond) 1000hpa. Met iedere meter die je stijgt, neemt de luchtdruk af. Op 1500m hoogte is de luchtdruk nog maar ongeveer 850hpa. Dit betekent dat er in 1m3 lucht minder moleculen zitten: de dichtheid is kleiner. Stel nu dat er 100 eenheden warmte zaten in de lucht op zeeniveau en het luchtpakketje naar 1500m gebracht wordt. Deze 100 eenheden warmte krijgen meer ruimte om te bewegen, want de druk is lager. Er komt meer ruimte tussen de warmte-eenheden, waardoor er minder in 1m3 passen. Gevolg: het is kouder.
Het tweede aspect is schaduw. Wat we vaak zien in de bergen, met name in de herfst en winter, is dat de zon er lang over doet om boven de bergtoppen uit te komen. Dit betekent dat het dus ook langer duurt voordat de zonnestralen de bodem van het dal bereiken en deze gebieden langer in de schaduw van de bergen liggen. ´s Avonds zakt de zon vroeg weg achter de bergen, waardoor het afkoelen al snel begint.
Een derde aandachtspunt is droge lucht. De lucht hogerop in de atmosfeer is vaak erg droog. Droge lucht koelt veel sneller af dan vochtige lucht, waardoor de temperaturen hoog in de bergen snel kunnen dalen wanneer de zon verdwijnt. Hetzelfde verschijnsel doet zich voor wanneer je aan het wandelen of klimmen bent in de volle zon en daarna de schaduw in stapt. Door de droge lucht voelt het al snel heel koud aan en verdampt je zweet razendsnel.

Een gevolg van de hiervoor genoemde punten is een grotere sneeuwbedekking op grotere hoogte, totdat er zelfs gletsjers ontstaan. Deze massa´s van sneeuw en ijs zijn van zichzelf uiteraard al koud. De witte sneeuw weerkaatst veel zonlicht en het smelten van ijs en sneeuw onttrekt veel warmte aan de lucht. Hierdoor houd een gletsjer zichzelf gedeeltelijk in stand. Wanneer de zon wegzakt achter de bergen gaat dit proces door: het ijs blijft een tijdje smelten en doet de temperatuur dalen. De witte vlakt straalt veel energie uit, waardoor de temperatuur snel daalt.

Lees ook de artikelen: Het weer in de bergen en Frostbite

Uitzonderlijke situaties

Enkele jaren geleden (4 september 2009) sliep ik buiten, op 2510m hoogte bovenin het Val d´Hérens. Volgens de weersverwachting zou het vorstniveau op 2300m liggen en zou er een centimetertje sneeuw kunnen vallen. Vroeg in de avond viel er inderdaad een sneeuwbui, maar even later klaarde het weer op, voor de rest van de nacht. In de ochtend was het -5.9°C (om 07:15). Om 10 uur kwam de zon pas over de bergkam heen, waardoor de temperatuur eindelijk boven nul kwam: het was tot op dat moment niet warmer geworden dan -4.4°C.

De volgende dag stond ik op een camping in Saas Grund, waar het helemaal helder was. In het dal was het ongeveer 20°C, maar zodra de zon onderging werd het snel koud. De volgende ochtend was de tent stijf bevroren, evenals de auto´s rondom ons heen. Bij onze wandeltocht van en naar Hohsaas kwamen we bevroren watervallen tegen, tot een hoogte van 2600m. De ervaring heeft mij geleerd dat het hard moet vriezen om een waterval te doen bevriezen. Dus wat is er nu gebeurd? Door de lage temperaturen vroeg in de avond kwam het smeltproces van de gletsjers en sneeuwvelden die avond tot stilstand. Hierdoor kwam het water in de riviertjes stil te staan, waardoor ze makkelijk konden bevriezen. De volgende ochtend werd het weer warm, waardoor het water weer begon te stromen.

Toen ik als kind in Apeldoorn woonde wist ik het al: als er bij ons natte sneeuw viel, dan sneeuwde het op de nabij gelegen Veluwe. Ik pakte mijn fiets en fietste naar Hoog Soeren. Meer dan eens heb ik meegemaakt dat er daar sneeuw viel en bleef liggen, terwijl het in Apeldoorn bij natte flatsen bleef. Het hoogteverschil is slechts 80m, maar in sommige gevallen is dat genoeg.