I’m keeping myself updated with news from back home in Sweden. There have been extreme amounts of snow in the country; several roofs have been crushed because of the weather. SvD, one of the major and respected Swedish newspapers, urges house owners to take care:
Ett problem är dock att många fastighetsägare reagerar för sent – många inser inte att snön blir ett större problem när temperaturerna sjunker. Nyfallen torrare snö väger 30-100 kilo per kubikmeter medan packad snö kan väga upp till 300 kilo [sic]. När det töar och snön blir blötare kan den väga upp till 400 kilo per kubikmeter och då ökar risken för skador på tak och byggnader markant.
My own translation:
One problem is that many house owners react too late – many don’t realize that snow becomes a bigger problem with lower temperatures. Fresh, dry snow weighs 30-100 kilograms per cubic meter while packed snow can weight up to 300 kilograms [sic]. When it thaws and the snow becomes wet it can weigh up to 400 kilograms per cubic meter, and then the risk of damage to buildings increases dramatically.
(emphasis mine)
Yet once again we have the issue of snow magically becoming heavier. The article doesn’t even seem to be fully clear about whether it is talking about weight or density. Say that 1000 kg of (dry) snow falls on a roof. Now, with everything else constant, the temperature goes up and it begins to thaw. The question is now: How much mass does the snow have now? (assuming that no snow yet left the roof in liquid form).
Anybody who has shoveled snow knows that it’s much harder to lift a shovel full of wet snow compared to when it’s still cold. Therefore, they assume that the snow is “heavier” when warmer, and assume the same applies to the snow they have on the roof. While the observation is correct, the conclusion is wrong. Because it is just the density that has increased, the molecules are more tightly packed and the weight per cubic meter has gone up. There’s still the same mass of snow lying in the driveway. With higher density, a larger mass (and therefore with a larger weight) of snow can fit in the same shovel, increasing the force you must use to lift it.
Back to our question: Of course it still remains at 1000kg. That’s not even basic physics, its just plain obvious. The mass of snow never increases without snowfall, and while density changes with temperature, the total weight stays the same. The weight of any object depends solely on the number of molecules in it, and a different temperature doesn’t magically make new molecules appear. I’ve seen the myth of increasing weight repeat all over the place, especially during this weather conditions. I was hoping for the editor to have some common sense, especially with these kind of newspapers. Come on! (The article briefly speaks about lower temperatures too, but the above reasoning also applies to when it becomes colder.)
So, if your roof was crushed under snow during thawing temperatures, it didn’t have as much to do with temperature as it had to do with the amount of snow to start with. That it happened at that temperature was just a coincidence. Okay, it could have been that snow melted in one part of the roof, slid down to another part and joined forces with the snow already there, but that’s not what we’re talking about here.
Now, there are real dangers that arise with melting snow, but they are of a completely different character. Falling ice and snow blocks is a real danger to people underneath, and many have become hurt this winter. Stay clear of high buildings, especially downtown, and avoid getting crushed.
14 Comments
hmmm, perhaps you should read this http://pohlman.klart.se/blir-snon-tyngre-nar-det-toar/ (also in swedish)
@almost,
The link leads to a metrologist speaking about physics, the end result is a lot of words with very little substance. Essentially he says just what I’ve said above. Was there something I missed, something wrong I wrote that the link corrected? Please clarify.
/J
Pissigt för dig att det dessutom regnat i samband med tövädret då.
@arrp,
Klart vikten ökar om det regnar och snön suger åt sig vattnet, men det är någonting annat än vad jag pratar om. Missade faktiskt att meterologen i förbigående skrev om regn som ett specialfall.
/J
Det finns en rolig detalj till:
Det handlar om tö men de skriver
när temperaturerna sjunker
Jag anser att vi istället får töväder när temperaturen stiger!
De skriver kort att snön packas när det blir kallare, men de drar inga felaktiga slutsatser därifrån. Sedan nämner de att snön blir ännu tyngre när det blir varmt, och då drar de till med att det blir farligt för hustaken.
/J
Hej Jonathan, hoppas allt bra i Schweiz, nu är man hemma från Kina och i full rulle med y-plugg.
Ville bara säga att du i teorin har rätt vad gäller tyngden. Vad som kan hända när det töar är dock att densiteten ökar, snön blir mer kompakt och trycket över vissa delar av taket ökar (dvs, det kan uppstå ett större tryck samt att materialet kan redan börjat plasticera (brytas ned)). Hållfasthetslära är kul
Hare gott
@Christian,
Kul att se att fler Y-are hoppar in i diskussionen!
Visst skulle det kunna vara så att snön koncentreras till vissa delar av taket (har avhandlat även detta i inlägget ovan), men det är nog inte så hemskt vanligt att det beror på detta.
Värre är dock att folk tror att tyngden ökar, och det är just den myten jag försöker slå hål på.
Jag har inte bara rätt i teorin, utan även praktiken
Hållfasthetslära? Har du tappat stinget och börjat tillämpa?
Hållfasthetslära är roligt, men det blir en förskräcklig massa formler. Gjorde sådant på gymnasiet, nu trivs jag i teoriernas värld…
/J
Jovisst, men vad de pratar om i dina saxade avsnitt är ju just densitet. När densiteten ändras kommer även trycket att ändras, antagligen till att du får ett högre tryck, dvs samma eller större kraft över en mindre area (tryck F/A). Detta kan då göra att taket/whatever inte orkar med, därför når den brytpunkten och ger efter.
Men totala vikten ändras inte
Det är sant.
“När densiteten ändras kommer även trycket att ändras”
Kanske för att jag nyss vaknat upp, men jag förstår faktiskt inte vad du försöker säga. Trycker på taket beror ju på takets area och den totala vikten snö. Om man antar att snön förblir jämnt fördelad över taket (som jag gör ovan), då kommer trycket förbli konstant. Densiteten påverkar ju inte trycket som utövas nedåt.
Ta formeln för vattentryck som ett illustrerande exempel där har du P=rho*g*h. Även om rho ökar så kommer i detta fall h att minska lika mycket, vilket lämnar P konstant.
Som sagt, hela tiden antar jag att snöns fördelning inte förändras. Kan det vara här våra resonemang skiljer sig åt?
Jag försöker bara förstå vad du menar, menar inte att klanka ned på dig
/J
Alla saker är byggda för att ta upp krafter på ett speciellt sätt. Det blir skillnad ur hållfasthetssynpunkt om en kraft appliceras av pudersnö än om det är blötsnö (det har med upptagningen av krafter i balkarna att göra), speciellt då materialet redan är utmattat sen förut. Men om man tänker enligt ren mekanik och enligt ditt antagande att snön är jämt fördelad, inget tillkommer, ingen förskjutning sker och man ser taket (t.ex.) som en enhet så är det ju sant. Det blir samma tyngdkraft och samma normalkraft
. Under alla de antagandena så kan man tänka sig att det inte borde bli någon skillnad.
Jag uttryckte mig lite fel när jag sa att trycket ökade för att densiteten ökade. Vad jag menade var att det svårare för taken (om man tittar på små element, vilket man måste göra i praktiken) att ta upp den kraften så att inte spänningen blir för stor i vissa av de bjälkar som håller upp taket.
Resonemangen skiljer sig som så att du tänker mekanik och jag hållfasthet.
En liten saxning från Ny Teknik angående området också:
http://www.nyteknik.se/popular_teknik/teknikfragan/article738383.ece
Tja,
Hittade hit via google.
Det du inte tar upp som en variabel är den ökade FAKTISKA mängden vattenmolekyler i luften som finns eller kan finnas vid högre temperaturer. Snö absorberar rätt mycket vatten innan det blir mättat.
Således kan vikten av en viss mängd snö öka utan att mer snö eller regn tillförs.
Jag vill gärna hitta lite mer fakta om hur vikt en viss snömängd ökar i vikt av en högre luftfuktighet.
@Christian: Precis, jag angrep det som SvD påstod, nämligen “högre densitet => mer last på taket”. Du har helt rätt ur hållfasthetssynpunkt.
Och som alltid är Ny Tekniks frågesida en ytterligt bra och intressant läsning. (Saknar NyT här i Schweiz…)
@Johan:
Visst kan snö absorbera vatten ur omgivningen, men ur pedagogisk synvinkel gäller det att man håller isär begreppen och börjar från det enklaste fallet och förklarar sig fram därifrån. Annars kommer de som man försöker förklara fenomenen för aldrig egentligen förstå vad man menar. I detta fall (där jag bortser från väderpåverkan utom det initiala snöfallet och sedan temperaturökningen).
Helt korrekt kan snön bli tyngre om den nu tar upp mer vatten, men i allmänhet får man ingen kondensering från luften till snön när temperaturen ökar, så det blir ett väderberoende fenomen och inget jag tar upp ovan.
Inlägget är i grund och botten menat att slå hål på den alltför vanliga missuppfattningen att någonting som komprimeras skulle kunna väga mer.
/J