Is på sjöar

När sjövattnet avkylts till fyra grader är det vinden och lufttemperaturen som har störst betydelse för när isen lägger sig på sjön. Isläggningen sker oftast en klar och kall natt och i allmänhet lägger sig isen först i lugna vikar och längs stränderna.

Om det är kallt men blåsigt försenas isläggningen. Under tiden avkyls vattnet allt mer. Kallt och klart väder krävs slutligen för att den värme som frigörs vid själva isbildningen skall kunna stråla ut.

Om alla förutsättningar för isläggning är uppfyllda med kallt, klart väder och en vindstilla vattenspegel med nollgradigt ytvatten bildas först ett isskimmer över sjön med början från stränderna.

Det består av långa tunna iskristaller, som växer åt alla håll i ytan och förenar sig över vattnet till en tunn elastisk ishinna som växer till en klar och jämn kärnis.

På stora vindutsatta sjöar blir isen i stället grå och skrovlig. Istäcket bryts ofta upp av hård vind, och isflaken skjuts ihop till vallar.

När isen har lagt sig fortsätter den att växa på undersidan där det är nollgradigt. Den värme som frigörs vid isbildningen kan inte ledas nedåt i vattnet, där temperaturen är högre, utan måste transporteras upp genom istäcket till den kalla luften ovanför.

För att isen ska fortsätta växa krävs alltså minusgrader på isens översida. Ju större temperaturskillnader i isen är desto snabbare ökar istjockleken. Torr lös snö är kraftigt värmeisolerande. Redan ett par centimeter gör att isen växer långsammare.

Storlek och djup påverkar

Större sjöar isläggs i regel senare än små sjöar, eftersom de avkyls långsammare under hösten och är mer vindutsatta. Riktigt stora sjöar, som Vänern och Vättern, får ofta sitt istäcke på liknande sätt som havet genom att stora mängder iskristaller, som bildas i det nästan ständigt rörliga övre vattenskiktet, blåser ihop till sjok och fryser samman.

I de nordligaste delarna av landet sker isläggningen i genomsnitt i slutet av oktober och i de sydligaste delarna i slutet av december. Sjöar i södra Sverige kan enstaka år förbli isfria hela vintrar.

Isläggningen sker först i små, grunda och högt belägna sjöar i norra Sverige och sist i stora, djupa sjöar på låg höjd i södra Sverige. Det finns ett starkt samband mellan isläggningstidpunkt och sjödjup.

I sjöar där observationer av isläggning och islossning har pågått många år kan märkas en svag tendens till att isläggningen kommer senare och islossningen tidigare än i början av 1900-talet.

Isens rörelser

Under köldperioder med snöfri eller nästan snöfri is krymper istäcket. Sprickor bildas och fylls här och var med uppträngande vatten som snabbt fryser till.

Vid omslag till milt väder stiger isytans temperatur och istäcket utvidgas. Stora spänningar i isen utövar då stark press mot stränder och holmar.
Om pressen blir för stor skjuts istäcket upp på stränderna, eller bryts sönder ute på sjön och bildar kraftiga långsträckta veck i form av uppråkar eller nedråkar. De senare kan bli förrädiska om vattnet i dem täcks av tunn nyis och snö. Vid de tillfällen spänningar i istäcket utlöser sprickor och veck kan man höra isen "sjunga" eller "råma".

Knakningar och råmningar i isen är vanligast vid fallande temperatur. Isens undersida har kontakt med vattnet och har därför temperaturen noll grader, medan temperaturen i isens ovansida sjunker i sådana vädersituationer och drar därför ihop sig. De spänningar i isen som detta leder till ger upphov till sprickor, och det är när dessa sprickor uppstår som ljudet bildas.

Kärnis och stöpis

Den första isen som bildas är vanligen så kallad kärnis, som är genomskinlig och hård. Kärnisen växer till nedåt och bildar sammanfogade pelarformade kristaller och är den typ av is som i allmänhet har störst bärighet.

När snö faller och lägger sig på isen, trycks isen ner av snöns vikt. När det fallit tillräckligt mycket snö i förhållande till istjockleken sipprar vattnet upp på isen genom de sprickor som nästan alltid finns i istäcket. Mer vatten sugs sedan upp kapillärt i snön.

När den understa snön väl har fuktats tyngs isen ner också av detta uppträngda vatten. Den blöta nollgradiga stöpsörja som på så vis bildas på isen hindrar fortsatt istillväxt på isens undersida.

I stället börjar stöpsörjan frysa i sin övre yta och växa till, förutsatt att kyla råder. Därmed finns dubbla isar med stöpvatten mellan. Först sedan mellanvattnet frusit helt kan den undre isen fortsätta att växa.

Den övre gråvita, korniga isen, ofta kallad stöpis, består av frusen stöpsörja. Den undre isen utgörs av kärnis. Nyfrysen stöpis är mindre seg och hållfast än kärnisen.

Ett snöfritt istäcke flyter på vattnet med omkring nio tiondelar av sin tjocklek under vattenytan och det behövs inget betydande snötäcke för att tynga ner isen. Tio centimerter snö tynger ner ett 20 centimeter tjockt istäcke så att vattenytan hamnar ungefär vid isens översida.

Islossning på sjöar

På våren försvagas sjöisen främst på grund av den ökande solstrålningen. Regn under smältperioden kan påskynda islossningen, medan lufttemperaturen har mindre direkt inverkan på smältförloppet.

Vårsolen gör att stöpisen luckras upp, blir grynig och börjar smälta. Kärnisens långa smala iskristallerna börjar lossna från varandra och isen blir skör och pipig. Iskristallerna kan frysa samman under natten så att isen är stark under morgontimmarna, men fram på dagen kan även tjock is förlora sin hållfasthet och bli mycket förrädisk.

När isen luckras upp alltmer bildas det vakar. Öppet vatten bildas också ofta mellan isen och strandkanten. Samtidigt som vattnet längs stränderna värms upp snabbast, gör det stigande vattenståndet under snösmältningen att isen längs stränderna hamnar under vattenytan och därmed smälter snabbare.

Islossningen påskyndas av den ökande genomströmningen i sjön vid snösmältningen. Den sista fasen av islossningen, då istäcket slutligen bryts sönder och smälter, sker ofta mycket hastigt och med vindens inverkan.