El clima subniveano (del latín para "debajo" ( sub- ) y "de nieve" ( niveus ) y del inglés -an.) [1] es el ambiente entre la nieve caída y el terreno. Este es el entorno de muchos animales hibernantes , ya que proporciona aislamiento y protección contra los depredadores. El clima subniveano está formado por tres tipos diferentes de metamorfosis de la nieve: metamorfosis destructiva, que comienza cuando cae nieve; metamorfosis constructiva, el movimiento del vapor de agua hacia la superficie del manto de nieve; y metamorfosis de fusión, la fusión / sublimación de la nieve a vapor de agua y su recongelación en el manto de nieve. Estos tres tipos de metamorfosis transforman los copos de nieve individuales en cristales de hielo y crean espacios debajo de la nieve donde los animales pequeños pueden moverse.
La fauna subniveana incluye pequeños mamíferos como ratones , topillos , musarañas y lemmings que deben depender de la capa de nieve invernal para sobrevivir. Estos mamíferos se mueven bajo la nieve para protegerse de la pérdida de calor y de algunos depredadores. En las regiones invernales que no tienen permafrost , la zona subniveana mantiene una temperatura cercana a los 32 °F (0 °C) independientemente de la temperatura por encima de la capa de nieve, una vez que la capa de nieve ha alcanzado una profundidad de seis pulgadas (15 cm) o más. Los sinuosos túneles que dejan estos pequeños mamíferos se pueden ver desde arriba cuando la nieve se derrite hasta la última pulgada aproximadamente.
Algunos depredadores invernales, como los zorros y los búhos grandes , pueden oír a sus presas a través de la nieve y abalanzarse sobre ellas desde arriba. Los armiños pueden entrar y cazar por debajo de la capa de nieve. Las motos de nieve y los vehículos todo terreno pueden colapsar el espacio subniveano. Los esquís y las raquetas de nieve tienen menos probabilidades de colapsar el espacio subniveano si la capa de nieve es lo suficientemente profunda.
Los animales más grandes también utilizan el espacio subniveano. En el Ártico, las focas anilladas tienen espacios cerrados bajo la nieve y sobre las aberturas del hielo. Además de descansar y dormir allí, las focas hembras dan a luz a sus crías en el hielo. Las osas polares hembras también se esconden en cuevas de nieve para dar a luz a sus crías. Ambos tipos de madrigueras están protegidas de las temperaturas exteriores. La formación de estos grandes espacios se debe a la actividad de los animales, no al calor del suelo.
La metamorfosis destructiva comienza cuando la nieve se abre camino hacia el suelo, a menudo derritiéndose, volviéndose a congelar y asentándose. Las moléculas de agua se reordenan, haciendo que los copos de nieve adquieran una apariencia más esférica. [2] Estos copos de nieve derretidos se fusionan con otros a su alrededor, volviéndose más grandes hasta que todos tienen un tamaño uniforme. Mientras la nieve está en el suelo, la fusión y la unión de los copos de nieve reduce la altura del manto de nieve al encoger los espacios de aire, lo que hace que la densidad y la resistencia mecánica del manto de nieve aumenten. La nieve recién caída con una densidad de 0,1 g/cm 3 tiene muy buenas propiedades aislantes; sin embargo, a medida que pasa el tiempo, debido al metamorfismo destructivo, la propiedad aislante del manto de nieve disminuye, porque los espacios de aire entre los copos de nieve desaparecen. La nieve que ha estado en el suelo durante un largo período de tiempo tiene una densidad media de 0,40 g/cm 3 y conduce bien el calor; Sin embargo, una vez que se ha acumulado una base de 50 cm de nieve con una densidad de alrededor de 0,3 g/cm 3 , las temperaturas bajo la nieve permanecen relativamente constantes porque la mayor profundidad de la nieve compensa su densidad. La metamorfosis destructiva es una función del tiempo, la ubicación y el clima. Ocurre a un ritmo más rápido con temperaturas más altas, en presencia de agua, bajo gradientes de temperatura mayores (por ejemplo, días cálidos seguidos de noches frías), a elevaciones más bajas y en pendientes que reciben grandes cantidades de radiación solar . A medida que pasa el tiempo, la nieve se asienta, compactando los espacios de aire, un proceso acelerado por la fuerza de compactación del viento. [3]
La compactación de la nieve reduce la penetración de la radiación de onda larga y corta al reflejar más radiación de la nieve. Esta limitación de la transmisión de luz a través del manto de nieve disminuye la disponibilidad de luz debajo de la nieve. Solo el 3% de la luz puede penetrar a una profundidad de 20 cm de nieve cuando la densidad es de 0,21 g/cm 3 . A una profundidad de 40 cm, menos del 0,2% de la luz se transmite desde la superficie de la nieve al suelo. Esta disminución en la transmisión de luz ocurre hasta el punto en el que se alcanza la compactación crítica. Esto ocurre porque el área de superficie del cristal de hielo disminuye y causa menos refracción y dispersión de la luz. Una vez que las densidades alcanzan 0,5 g/cm 3 , el área de superficie total se reduce, lo que a su vez reduce la refracción interna y permite que la luz penetre más profundamente en el manto de nieve. [3]
La metamorfosis constructiva es causada por el movimiento ascendente del vapor de agua dentro del manto de nieve. Las temperaturas más cálidas se encuentran más cerca del suelo porque recibe calor del núcleo de la tierra. La nieve tiene una baja conductividad térmica , por lo que este calor se retiene, creando un gradiente de temperatura entre el aire debajo del manto de nieve y el aire sobre él. El aire más cálido retiene más vapor de agua. A través del proceso de sublimación, el vapor de agua recién formado viaja verticalmente por difusión desde una concentración más alta (junto al suelo) a una concentración más baja (cerca de la superficie del manto de nieve) al viajar a través de los espacios de aire entre los cristales de hielo. [4] Cuando el vapor de agua llega a la parte superior del manto de nieve, se somete a aire mucho más frío, lo que hace que se condense y se vuelva a congelar, formando cristales de hielo en la parte superior del manto de nieve que se pueden ver como la capa de corteza sobre la nieve.
El metamorfismo de fusión es el deterioro de la nieve por fusión. La fusión puede ser estimulada por temperaturas ambientales más cálidas , lluvia y niebla. A medida que la nieve se derrite, se forma agua y la fuerza de la gravedad empuja estas moléculas hacia abajo. En el camino hacia el suelo, se vuelven a congelar, espesándose en el estrato medio. Durante este proceso de recongelación, se libera energía en forma de calor latente. A medida que baja más agua de la superficie, crea más calor y lleva a toda la columna de nieve a una temperatura casi igual. La firnificación de la nieve fortalece la capa de nieve, debido a la unión de los granos de nieve. La nieve alrededor de los árboles y debajo de las copas se derrite más rápido debido a la re-radiación de la radiación de onda larga. A medida que la nieve envejece, las partículas de impurezas (agujas de pino, tierra y hojas, por ejemplo) se acumulan dentro de la nieve. Estos objetos oscurecidos absorben más radiación de onda corta, lo que hace que aumenten de temperatura, reflejando también más radiación de onda larga.
{{cite book}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )