Istillväxt och bärighet


Allmänt

Vatten har sin största täthet vid 4°. Det innebär alltså att vattnet är lättare vid både 0° och 15°. På hösten kyls ytvattnet ner och börjar därmed sjunka. Man säger att sjön skiktar sig. Först när sjön skiktats klart kan isläggning påbörjas. Detta förklarar de olika tidpnkterna när sjöar lägger sig. I samband med skiktningen transporteras vattnets värme upp i luften. Ju mer värme som kan transporteras bort från vattnet desto fortare går isbildningen.

Notera att alla formler och grafer är kraftigt förenklade. Det är inte möjligt att med så få parametrar få ett exakt resultat. Dock kan deta ge en grov indikering.

Tillväxt, grafiskt

Istillväxten varierar mycket beroende på vind, väder och temperatur.
  1. klart, lugnt
  2. mulet, 2-5 m/s
  3. tumregel

Grafens Y-axel motsvarar antal timmar per cm bildad is. X-axeln motsvarar lufttemperatur. Ur grafen kan vi ta ett exempel:

  • Lufttemperatur är -5 grader
  • Det är klart och lugnt
  • Då tar det knapt 6 timmar för att bilda 1 cm is.

Tillväxt, matematiskt

is_formel1.gif (1402 bytes)

Matematiskt kan istillväxten beräknas enligt formel. Där h är istjocklek, T är dygnsmedeltemperaturen, d är antal dygn och k en faktor. Under gynnsamma förhållanden är k = 2,2.

Bärighet, matematiskt

is_formel2.gif (1475 bytes)

För is som frusit under gynnsamma förhållanden kan nödvändig istjocklek beräknas enligt formel. Där h är istjocklek, P är maxlast och k en faktor. För en skridskoåkare som färdas på hyfsad is är k = 4. Räkneexempel ger då att för en person på 100 kg så ger 5 cm is tillräcklig bärighet.