Man kan tro att snö av allt är lätt att beskriva:den är kall, vit och täcker landskapet som en filt. Vad finns det mer att säga om det?
Mycket, enligt Mathieu Nguyen. Han har precis försvarat sin doktorsavhandling om snöns optiska egenskaper vid NTNU i Gjøvik.
"Snö reflekterar ljusets alla våglängder och kan ha väldigt olika färger beroende på förhållandena och i vilken vinkel ljuset träffar den. Snöns ålder och täthet och luftföroreningar påverkar också hur den ser ut. Snöns utseende är en mycket komplicerad fråga. , säger Nguyen.
Han har analyserat över tusen bilder av snö. Resultaten publiceras i tidskriften Geosciences .
"Den här typen av metoder kan användas i ett antal sensorteknologier som inkluderar allt från att ge oss ett bättre beslutsunderlag för när vägar ska röjas till att övervaka lavinrisken i bergen närmare", sa han.
Nguyen har bland annat studerat hur snö absorberar och reflekterar ljus, och hur solen får snökristaller att gnistra har varit av särskilt intresse.
Han tror att vinterlandskapens vackra utseende kan vara nyckeln till att svara på ett antal frågor som har förbryllat forskare i många år.
Men först, vad är det som får snön att gnistra på ljusa soliga dagar?
"Snö är en ansamling av iskristaller. När förhållandena är lagom fungerar de som små speglar. Om de är i rätt vinkel reflekterar de solljuset direkt mot dig och lyser som "gnistor" i landskapet", säger Nguyen.
Många studier har genomförts på hur olika metaller gnistrar på detta sätt, men gnistan i snö är fortfarande dåligt förstådd.
"Om vi ska ha helt autonoma bilar här i Norge kommer den här typen av teknik också att bidra till säkrare resor på vintervägar", säger Nguyen.
Nguyen har därför försökt ta reda på hur dessa gnistrar varierar i kontrast och täthet i bilder av snö under olika förhållanden. Han hoppas att det ska ge en analysmetod som gör att vi kan klassificera olika typer av snö från bilder.
Detta är för närvarande inte möjligt.
"Den här typen av metoder kan användas i en rad sensortekniker som innefattar allt från att ge oss ett bättre beslutsunderlag för när vägar ska röjas till att närmare bevaka lavinrisken i fjällen. Om vi ska ha helt autonoma bilar här i Norge, den här typen av teknik kommer också att bidra till säkrare resor på vintervägar, säger Nguyen.
Hittills har forskarna bara samlat in data från olika platser i östra Norge. Resultaten är lovande och visar att gnistrande kan användas för att klassificera snöns kornstorlek.
Att kunna klassificera snötypen mer exakt kräver dock en mycket större datamängd än vad de har arbetat med hittills. Gärna med bilder från hela världen.
"Det kommer att vara viktigt att få bilder från andra platser där miljön är annorlunda. Att förstå hur olika nivåer av föroreningar spelar roll för snöns utseende och egenskaper kommer att vara avgörande", säger Nguyen.
Förutom att det är svårt att tolka från bilder har snö länge visat sig förvånansvärt utmanande att reproducera digitalt.
"De konstgjorda representationerna vi har av snö i datorspel och simulatorer idag är inte mycket bättre än vita ytor", säger Nguyen.
Hans fynd har också visat lovande resultat på detta område. Han tror att hans arbete kommer att ge människor som inte har tillgång till snö bra vinterupplevelser – även i en framtid där det kan komma mycket mindre snö.
Enligt det norska meteorologiska institutet kommer mer än en miljon norrmän år 2050 att bo på platser där det är mindre än en månad med vinterförhållanden. Dessutom en färsk studie i tidskriften Nature bekräftade att hela norra halvklotet står inför en framtid med mindre snö som ett resultat av antropogena klimatförändringar.
"Om vi ska lära någon som kanske aldrig har sett snö innan vad det är måste vi kunna återskapa den i all dess komplexitet", säger Nguyen.
Mer information: Mathieu Nguyen et al, Exploring Imaging Methods for In Situ Measurements of the Visual Appearance of Snow, Geosciences (2024). DOI:10.3390/geosciences14020035
Mathieu Nguyen et al, Statistical Analysis of Sparkle in Snow Images, Journal of Imaging Science and Technology (2022). DOI:10.2352/J.ImagingSci.Technol.2022.66.5.050404
Journalinformation: Natur
Tillhandahålls av Norges tekniska och naturvetenskapliga universitet
