Nieve

Las nubes de nieve suelen aparecer en el contexto de sistemas meteorológicos más amplios, el más importante de los cuales es la zona de baja presión, que normalmente incorpora frentes cálidos y fríos como parte de su circulación. Dos fuentes adicionales y localmente productivas de nieve son las tormentas de efecto lacustre (también de efecto marino) y los efectos de altitud, especialmente en las montañas. ^{[ 5 ]}

Zonas de baja presión

Los ciclones de latitudes medias son áreas de baja presión capaces de producir desde nubosidad y tormentas de nieve leves hasta fuertes ventiscas . ^{[ 6 ]} Durante el otoño , el invierno y la primavera de un hemisferio , la atmósfera sobre los continentes puede ser lo suficientemente fría en las capas profundas de la troposfera como para provocar nevadas. En el hemisferio norte, el lado norte del área de baja presión es donde se produce la mayor cantidad de nieve. ^{[ 7 ]}

Frentes

Un frente frío , el borde delantero de una masa de aire más frío, puede producir ventiscas frontales —una intensa línea convectiva frontal (similar a una banda de lluvia )— cuando la temperatura en la superficie está cerca del punto de congelación. La fuerte convección que se desarrolla tiene suficiente humedad como para producir condiciones de ventisca en los lugares por donde pasa la línea, ya que el viento provoca intensas ventiscas. ^{[ 8 ]} Este tipo de ventisca generalmente dura menos de 30 minutos en cualquier punto de su trayectoria, pero el movimiento de la línea puede cubrir grandes distancias. Las ventiscas frontales pueden formarse a poca distancia delante del frente frío superficial o detrás del frente frío donde puede haber un sistema de baja presión cada vez más profundo o una serie de líneas de vaguada que actúan de forma similar al paso de un frente frío tradicional. ^{[ 9 ]}

Un frente cálido puede producir nieve durante un período, ya que el aire cálido y húmedo se superpone al aire bajo cero y crea precipitación en el límite. A menudo, la nieve se transforma en lluvia en el sector cálido detrás del frente. ^{[ 8 ]}

Efectos de lagos y océanos

La nieve de efecto lacustre se produce durante condiciones atmosféricas más frías cuando una masa de aire frío se desplaza a través de grandes extensiones de agua lacustre más cálida , calentando la capa inferior del aire que absorbe vapor de agua del lago, asciende a través del aire más frío que se encuentra encima, se congela y se deposita en las orillas de sotavento (a favor del viento). ^{[ 10 ] [ 11 ]}

El mismo efecto que se produce sobre masas de agua salada se denomina nieve de efecto oceánico o de efecto bahía . Este efecto se intensifica cuando la masa de aire en movimiento asciende debido a la influencia orográfica de las elevaciones más altas en las costas a sotavento. Esta elevación puede producir bandas estrechas pero muy intensas de precipitación que pueden depositarse a un ritmo de varias pulgadas de nieve por hora, lo que a menudo resulta en una gran cantidad de nieve acumulada. ^{[ 12 ]}

Las zonas afectadas por la nieve de efecto lago se denominan cinturones de nieve . Estos incluyen áreas al este de los Grandes Lagos , las costas occidentales del norte de Japón, la península de Kamchatka en Rusia y áreas cercanas al Gran Lago Salado , el Mar Negro , el Mar Caspio , el Mar Báltico y partes del Océano Atlántico Norte. ^{[ 13 ]}

Un copo de nieve consta de aproximadamente ^10¹⁹ moléculas de agua que se añaden a su núcleo a diferentes ritmos y siguiendo distintos patrones, dependiendo de los cambios de temperatura y humedad de la atmósfera por la que cae. Por consiguiente, los copos de nieve son diferentes entre sí, aunque siguen patrones similares. ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]}

Los cristales de nieve se forman cuando diminutas gotitas de nubes superenfriadas (de aproximadamente 10 μm de diámetro) se congelan . Estas gotitas pueden permanecer líquidas a temperaturas inferiores a −18 °C (0 °F) , porque para congelarse, algunas moléculas de la gotita deben unirse por casualidad para formar una disposición similar a la de una red de hielo. La gotita se congela alrededor de este "núcleo". En nubes más cálidas, debe haber una partícula de aerosol o "núcleo de hielo" presente en la gotita (o en contacto con ella) para que actúe como núcleo. Los núcleos de hielo son muy raros en comparación con los núcleos de condensación de nubes sobre los que se forman las gotitas líquidas. Las arcillas, el polvo del desierto y las partículas biológicas pueden ser núcleos. ^{[ 22 ]} Los núcleos artificiales incluyen partículas de yoduro de plata y hielo seco , y estos se utilizan para estimular la precipitación en la siembra de nubes . ^{[ 23 ]}   

Una vez que una gota se ha congelado, crece en un ambiente sobresaturado, donde el aire está saturado con respecto al hielo cuando la temperatura está por debajo del punto de congelación. La gota crece entonces por difusión de moléculas de agua en el aire (vapor) sobre la superficie del cristal de hielo, donde se acumulan. Debido a que las gotas de agua son mucho más numerosas que los cristales de hielo, estos últimos pueden crecer hasta cientos de micrómetros o milímetros de tamaño a expensas de las gotas de agua mediante el proceso de Wegener-Bergeron-Findeisen . Estos grandes cristales son una fuente eficiente de precipitación, ya que caen a través de la atmósfera debido a su masa y pueden colisionar y agruparse en cúmulos o agregados. Estos agregados son copos de nieve y suelen ser el tipo de partícula de hielo que cae al suelo. ^{[ 24 ]} Aunque el hielo es transparente, la dispersión de la luz por las facetas y huecos/imperfecciones del cristal hace que los cristales a menudo parezcan blancos debido a la reflexión difusa de todo el espectro de luz por las pequeñas partículas de hielo. ^{[ 25 ]}

La micrografía de miles de copos de nieve desde 1885 en adelante, comenzando con Wilson Alwyn Bentley , reveló la amplia diversidad de copos de nieve dentro de un conjunto clasificable de patrones. ^{[ 27 ]} Se han observado cristales de nieve muy similares. ^{[ 28 ]}

Ukichiro Nakaya desarrolló un diagrama de morfología cristalina que relaciona las formas de los cristales con las condiciones de temperatura y humedad bajo las cuales se formaron, el cual se resume en la siguiente tabla. ^{[ 1 ]}

Nakaya discovered that the shape is also a function of whether the prevalent moisture is above or below saturation. Forms below the saturation line tend more toward solid and compact while crystals formed in supersaturated air tend more toward lacy, delicate, and ornate. Many more complex growth patterns also form, which include side-planes, bullet-rosettes, and planar types, depending on the conditions and ice nuclei.^[29][30][31] If a crystal has started forming in a column growth regime at around −5 °C (23 °F) and then falls into the warmer plate-like regime, plate or dendritic crystals sprout at the end of the column, producing so called "capped columns".^[24]

Magono and Lee devised a classification of freshly formed snow crystals that includes 80 distinct shapes. They documented each with micrographs.^[32]

Los términos nevada , chubasco de nieve , tormenta de nieve y ventisca describen eventos de nieve de duración e intensidad progresivamente mayores. ^{[ 37 ]} Una ventisca es una condición meteorológica que involucra nieve y tiene definiciones variables en diferentes partes del mundo. En los Estados Unidos , una ventisca ocurre cuando se cumplen dos condiciones durante un período de tres horas o más: un viento sostenido o ráfagas frecuentes de hasta 35 millas por hora (16 m/s) y suficiente nieve en el aire para reducir la visibilidad a menos de 0,4 kilómetros (0,25 mi) . ^{[ 38 ]} En Canadá y el Reino Unido , los criterios son similares. ^{[ 39 ] [ 40 ]} Si bien las fuertes nevadas suelen ocurrir durante las condiciones de ventisca, la nieve que cae no es un requisito, ya que la nieve arrastrada por el viento puede crear una ventisca en el suelo . ^{[ 41 ]}  

La intensidad de la tormenta de nieve puede categorizarse por la visibilidad y la profundidad de acumulación. ^{[ 42 ]} La intensidad de la nevada se determina por la visibilidad , como sigue: ^{[ 43 ]}

• Luz : visibilidad superior a 1 kilómetro (0,6 millas) 
• Moderado : restricciones de visibilidad entre 0,5 y 1 kilómetro (0,3 y 0,6 millas). 
• Pesado : la visibilidad es inferior a 0,5 kilómetros (0,3 millas). 

Las ventiscas de nieve pueden depositar nieve en bandas que se extienden desde cuerpos de agua como fenómenos meteorológicos lacustres o resultar del paso de un frente de nivel superior. ^{[ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]}

La Clasificación Internacional de la Nieve Estacional en el Suelo define la "altura de la nieve nueva" como la profundidad de la nieve recién caída, en centímetros medida con una regla, que se acumuló en una tabla de snowboard durante un período de observación de 24 horas u otro intervalo de observación. Después de la medición, se retira la nieve de la tabla y esta se coloca al ras de la superficie de la nieve para proporcionar una medición precisa al final del siguiente intervalo. ^{[ 4 ]} El derretimiento, la compactación, el viento y la acumulación de nieve contribuyen a la dificultad de medir la nevada. ^{[ 47 ]}

Los glaciares con sus capas de nieve permanentes cubren alrededor del 10% de la superficie terrestre, mientras que la nieve estacional cubre alrededor del nueve por ciento, ^{[ 1 ]} principalmente en el hemisferio norte, donde la nieve estacional cubre alrededor de 40 millones de kilómetros cuadrados (15 × 10 ^ ⁶ mi² ) , según una estimación de 1987. ^{[ 48 ]} Una estimación de 2007 de la capa de nieve sobre el hemisferio norte sugirió que, en promedio, la capa de nieve varía desde una extensión mínima de 2 millones de kilómetros cuadrados (0,77 × 10 ^ ⁶ mi² ) cada agosto hasta una extensión máxima de 45 millones de kilómetros cuadrados (17 × 10 ^ ⁶ mi² ) cada enero o casi la mitad de la superficie terrestre en ese hemisferio. ^{[ 49 ] [ 50 ]} Un estudio sobre la extensión de la capa de nieve del hemisferio norte para el período 1972–2006 sugiere una reducción de 0,5 millones de kilómetros cuadrados (0,19 × 10 ^ ^{6 millas} cuadradas ) durante el período de 35 años. ^{[ 50 ]}            

Los siguientes son récords mundiales en cuanto a nevadas y copos de nieve:

• Mayor nevada total de la temporada : El récord mundial de mayor nevada total de la temporada se registró en Estados Unidos, en la estación de esquí de Mt. Baker , en las afueras de la ciudad de Bellingham, Washington, durante la temporada 1998-1999. Mount Baker recibió 2896 cm (95,01 pies) de nieve, ^{[ 51 ]} superando así al anterior poseedor del récord, Mount Rainier , Washington, que durante la temporada 1971-1972 recibió 2850 cm (93,5 pies) de nieve. ^{[ 52 ]}    
• Mayor promedio anual de nevadas estacionales : el récord mundial del mayor promedio anual de nevadas es de 1764 cm (57,87 pies) , medido en Sukayu Onsen , Japón, durante el período 1981-2010. ^{[ 53 ] [ 54 ]}  
• El copo de nieve más grande : según el Libro Guinness de los Récords , el copo de nieve más grande del mundo cayó en enero de 1887 en las afueras de la actual Miles City , Montana . Medía 38 cm (15 pulgadas) de diámetro. ^{[ 55 ]}  

Las ciudades (de más de 100.000 habitantes) con mayor nevada anual son Aomori (792  cm), Sapporo (485  cm) y Toyama (363  cm) en Japón , seguidas de St. John's (332  cm) y Quebec (315  cm) en Canadá , y Syracuse, NY (325  cm). ^{[ 56 ]}

Con el tiempo, un manto de nieve puede asentarse bajo su propio peso hasta que su densidad sea aproximadamente el 30 % de la del agua. Los aumentos de densidad por encima de esta compresión inicial se producen principalmente por fusión y recongelación, causadas por temperaturas superiores al punto de congelación o por la radiación solar directa. En climas más fríos, la nieve permanece en el suelo durante todo el invierno. A finales de la primavera, la densidad de la nieve suele alcanzar un máximo del 50 % de agua. ^{[ 58 ]} La nieve que persiste hasta el verano se convierte en nevé , nieve granular, que se ha derretido, recongelado y compactado parcialmente. El nevé tiene una densidad mínima de 500 kilogramos por metro cúbico (31 lb/pie³ ) , que es aproximadamente la mitad de la densidad del agua líquida. ^{[ 59 ]}  

El firn es nieve que ha persistido durante varios años y se ha recristalizado en una sustancia más densa que el nevé , pero menos densa y dura que el hielo glaciar . El firn se asemeja al azúcar glas y es muy resistente a la pala. Su densidad generalmente oscila entre 550 y 830 kilogramos por metro cúbico (34 a 52 lb/pie³ ) , y a menudo se encuentra debajo de la nieve que se acumula en la cabecera de un glaciar . La altitud mínima a la que se acumula el firn en un glaciar se denomina límite del firn , línea del firn o línea de nieve . ^{[ 1 ] [ 60 ]}  

Cuando la nieve en polvo es arrastrada por el viento desde el lugar donde cayó originalmente, ^{[ 62 ]} forma depósitos con una profundidad de hasta varios metros en lugares aislados. ^{[ 63 ]} Después de adherirse a las laderas, la nieve arrastrada por el viento puede convertirse en una placa de nieve, que representa un peligro de avalancha en pendientes pronunciadas. ^{[ 64 ]}

Una avalancha (también llamada deslizamiento de nieve) es un flujo rápido de nieve por una superficie inclinada. Las avalanchas suelen desencadenarse en una zona inicial por una falla mecánica en el manto nivoso (avalancha de placa) cuando las fuerzas sobre la nieve superan su resistencia, pero a veces solo con un ensanchamiento gradual (avalancha de nieve suelta). Después de iniciarse, las avalanchas generalmente se aceleran rápidamente y aumentan en masa y volumen a medida que arrastran más nieve. Si la avalancha se mueve lo suficientemente rápido, parte de la nieve puede mezclarse con el aire formando una avalancha de nieve en polvo, que es un tipo de corriente de gravedad . Ocurren en tres mecanismos principales: ^{[ 64 ]}

• Las avalanchas de placa se producen en nieve depositada o redepositada por el viento. Tienen la apariencia característica de un bloque (placa) de nieve separado de su entorno por fracturas. Son la causa de la mayoría de las muertes en zonas remotas.
• Las avalanchas de nieve en polvo se producen por la deposición de nieve seca fresca y generan una nube de polvo que se superpone a una avalancha densa. Pueden alcanzar velocidades superiores a los 300 kilómetros por hora (190 mph) y masas de 10 000 000 de toneladas (9 800 000 toneladas largas; 11 000 000 de toneladas cortas) ; sus flujos pueden recorrer largas distancias a lo largo de valles planos e incluso ascender durante cortos tramos. 
• Las avalanchas de nieve húmeda son suspensiones de nieve y agua a baja velocidad, con el flujo confinado a la superficie de la trayectoria. ^{[ 64 ]} La baja velocidad de desplazamiento se debe a la fricción entre la superficie deslizante de la trayectoria y el flujo saturado de agua. A pesar de la baja velocidad de desplazamiento (~ 10 a 40 kilómetros por hora (6 a 25 mph) ), las avalanchas de nieve húmeda son capaces de generar poderosas fuerzas destructivas, debido a su gran masa y densidad. ^{[ 65 ]} 

Muchos ríos que nacen en regiones montañosas o de altas latitudes reciben una parte significativa de su caudal del deshielo. Esto suele provocar que el caudal del río sea muy estacional, lo que resulta en inundaciones periódicas ^{[ 66 ]} durante los meses de primavera y, al menos en regiones montañosas áridas como el oeste montañoso de los EE. UU. o la mayor parte de Irán y Afganistán , un caudal muy bajo durante el resto del año. Por el contrario, si gran parte del deshielo proviene de zonas glaciares o casi glaciares, el deshielo continúa durante la estación cálida, con caudales máximos que se producen a mediados o finales del verano. ^{[ 67 ]}

Los glaciares se forman donde la acumulación de nieve y hielo supera la ablación. El área donde se forma un glaciar alpino se llama circo (corrie o cwm), una formación geológica típicamente en forma de sillón, que acumula nieve y donde el manto nivoso se compacta bajo el peso de sucesivas capas de nieve acumulada, formando nieve compactada. La posterior trituración de los cristales de nieve individuales y la reducción del aire atrapado en la nieve la convierten en hielo glaciar. Este hielo glaciar llenará el circo hasta que se desborde a través de una debilidad geológica o una vía de escape, como el paso entre dos montañas. Cuando la masa de nieve y hielo es suficientemente gruesa, comienza a moverse debido a una combinación de la pendiente de la superficie, la gravedad y la presión. En pendientes más pronunciadas, esto puede ocurrir con tan solo 15 m (49 pies) de nieve y hielo. ^{[ 1 ]}  

En el campo, los científicos de la nieve suelen excavar un pozo de nieve para realizar mediciones y observaciones básicas. Las observaciones pueden describir características causadas por el viento, la percolación del agua o la descarga de nieve de los árboles. La percolación del agua en un manto de nieve puede crear dedos de flujo y charcos o flujo a lo largo de barreras capilares, que pueden volver a congelarse formando hielo sólido horizontal y vertical dentro del manto de nieve. Entre las mediciones de las propiedades de los mantos de nieve que incluye la Clasificación Internacional de Nieve Estacional en el Suelo se encuentran: altura de la nieve, equivalente de agua de la nieve, resistencia de la nieve y extensión de la capa de nieve. Cada una tiene una designación con un código y una descripción detallada. La clasificación extiende las clasificaciones previas de Nakaya y sus sucesores a tipos de precipitación relacionados y se citan en la siguiente tabla: ^{[ 4 ]}

Todas se forman en las nubes, excepto la escarcha, que se forma en objetos expuestos a la humedad superenfriada.

También presenta una clasificación más extensa de la nieve depositada que la que se refiere a la nieve en suspensión. Las categorías incluyen tipos de nieve tanto naturales como artificiales, descripciones de los cristales de nieve a medida que se metamorfosean y se derriten, el desarrollo de la escarcha en el manto nivoso y la formación de hielo en él. Cada capa de un manto nivoso se diferencia de las capas adyacentes por una o más características que describen su microestructura o densidad, las cuales, en conjunto, definen el tipo de nieve y otras propiedades físicas. Por lo tanto, en cualquier momento dado, es necesario definir el tipo y el estado de la nieve que forma una capa, ya que sus propiedades físicas y mecánicas dependen de ellos. Las propiedades físicas incluyen la microestructura, el tamaño y la forma del grano, la densidad de la nieve, el contenido de agua líquida y la temperatura. ^{[ 4 ]}

Cuando se trata de medir la capa de nieve en el suelo, generalmente se miden tres variables: la extensión de la capa de nieve (ECN) — el área de tierra cubierta por nieve, la duración de la capa de nieve (DC) — cuánto tiempo un área determinada está cubierta por nieve, y la acumulación de nieve, a menudo expresada como equivalente de agua de nieve (EAE), que expresa cuánta agua tendría la nieve si se derritiera por completo: esta última es una medida del volumen del manto de nieve. ^{[ 69 ]} Para medir estas variables se utilizan diversas técnicas: observaciones de superficie, teledetección , modelos de superficie terrestre y productos de reanálisis . Estas técnicas a menudo se combinan para formar los conjuntos de datos más completos. ^{[ 69 ]}

La teledetección de la capa de nieve mediante satélites y otras plataformas suele incluir la recopilación de imágenes multiespectrales. ^{[ 70 ]} La interpretación multifacética de los datos obtenidos permite inferir lo observado. La ciencia que sustenta estas observaciones remotas se ha verificado con estudios de campo de las condiciones reales. ^{[ 1 ] [ 71 ]}

Las observaciones satelitales registran una disminución de las áreas cubiertas de nieve desde la década de 1960, cuando comenzaron dichas observaciones. En algunas regiones, como China, se observó una tendencia al aumento de la capa de nieve entre 1978 y 2006. Estos cambios se atribuyen al cambio climático global, que puede provocar un deshielo más temprano y una menor superficie cubierta. En algunas zonas, la profundidad de la nieve aumenta debido a las temperaturas más elevadas en latitudes superiores a los 40°. En el hemisferio norte en su conjunto, la extensión media mensual de la capa de nieve ha disminuido un 1,3 % por década. ^{[ 72 ]}

Los métodos más utilizados para mapear y medir la extensión, la profundidad y el equivalente de agua de la nieve emplean múltiples entradas en el espectro visible-infrarrojo para deducir la presencia y las propiedades de la nieve. El Centro Nacional de Datos de Nieve y Hielo (NSIDC) utiliza la reflectancia de la radiación visible e infrarroja para calcular un índice de nieve de diferencia normalizada, que es una relación de parámetros de radiación que puede distinguir entre nubes y nieve. Otros investigadores han desarrollado árboles de decisión, empleando los datos disponibles para realizar evaluaciones más precisas. Un desafío para esta evaluación es cuando la capa de nieve es irregular, por ejemplo, durante períodos de acumulación o ablación y también en áreas boscosas. La cobertura nubosa inhibe la detección óptica de la reflectancia de la superficie, lo que ha llevado a otros métodos para estimar las condiciones del suelo debajo de las nubes. Para los modelos hidrológicos, es importante tener información continua sobre la capa de nieve. Los sensores de microondas pasivos son especialmente valiosos para la continuidad temporal y espacial porque pueden mapear la superficie debajo de las nubes y en la oscuridad. Cuando se combinan con mediciones de reflectancia, la detección de microondas pasivos amplía enormemente las inferencias posibles sobre el manto de nieve. ^{[ 72 ]}

Las mediciones satelitales muestran que la capa de nieve ha estado disminuyendo en muchas áreas del mundo desde 1978. ^{[ 69 ]}

La ciencia de la nieve a menudo conduce a modelos predictivos que incluyen la deposición de nieve, el deshielo y la hidrología de la nieve —elementos del ciclo del agua de la Tierra— que ayudan a describir el cambio climático global . ^{[ 1 ]}

Los modelos globales de cambio climático (GCM) incorporan la nieve como un factor en sus cálculos. Algunos aspectos importantes de la capa de nieve incluyen su albedo (reflectividad de la radiación incidente, incluida la luz) y sus cualidades aislantes, que ralentizan la tasa de deshielo estacional del hielo marino. En 2011, se creía que la fase de deshielo de los modelos de nieve de los GCM tenía un rendimiento deficiente en regiones con factores complejos que regulan el deshielo, como la cubierta vegetal y el terreno. Estos modelos suelen derivar el equivalente de agua de la nieve (SWE) de alguna manera a partir de observaciones satelitales de la capa de nieve. ^{[ 1 ]} La Clasificación Internacional de la Nieve Estacional en el Suelo define el SWE como "la profundidad del agua que resultaría si la masa de nieve se derritiera por completo". ^{[ 4 ]}

Dada la importancia del deshielo para la agricultura, los modelos hidrológicos de escorrentía que incluyen la nieve en sus predicciones abordan las fases de acumulación de nieve, los procesos de fusión y la distribución del agua de deshielo a través de las redes fluviales y hacia las aguas subterráneas. Los factores clave para describir los procesos de fusión son el flujo de calor solar, la temperatura ambiente, el viento y la precipitación. Los primeros modelos de deshielo utilizaban un enfoque de grados-día que enfatizaba la diferencia de temperatura entre el aire y la nieve para calcular el equivalente de agua de la nieve (SWE). Los modelos más recientes utilizan un enfoque de balance energético que tiene en cuenta los siguientes factores para calcular Q _m , la energía disponible para la fusión. Esto requiere la medición de una serie de factores ambientales y de la nieve para calcular seis mecanismos de flujo de calor que contribuyen a Q _m . ^{[ 1 ]}

La nieve afecta las vías de carreteras, aeródromos y ferrocarriles. La quitanieves es común a todos los trabajadores, aunque las carreteras utilizan productos químicos anticongelantes para evitar la formación de hielo, mientras que los aeródromos pueden no utilizarlos; los ferrocarriles dependen de abrasivos para la tracción de las vías. ^{[ 74 ] [ 75 ]}

Carretera

A finales del siglo XX, se estimaba que en Norteamérica se gastaban 2.000 millones de dólares anuales en el mantenimiento invernal de carreteras debido a la nieve y otros fenómenos meteorológicos invernales, según un informe de Kuemmel de 1994. El estudio analizó las prácticas de las jurisdicciones de 44 estados de EE. UU. y nueve provincias canadienses. Evaluó las políticas, las prácticas y el equipo utilizados para el mantenimiento invernal. Se constató que en Europa prevalecían prácticas y avances similares. ^{[ 76 ]}

El efecto dominante de la nieve en el contacto del vehículo con la carretera es la disminución de la fricción. Esto se puede mejorar con el uso de neumáticos de invierno , que tienen una banda de rodadura diseñada para compactar la nieve de manera que mejore la tracción. La clave para mantener una carretera que pueda soportar el tráfico durante y después de un evento de nieve es un programa antihielo eficaz que emplee tanto productos químicos como quitanieves . ^{[ 76 ]} El Manual de Prácticas de la Administración Federal de Carreteras para un Programa Antihielo Eficaz enfatiza los procedimientos "antihielo" que evitan la adhesión de la nieve y el hielo a la carretera. Los aspectos clave de la práctica incluyen: comprender el antihielo a la luz del nivel de servicio que se debe lograr en una carretera determinada, las condiciones climáticas que se encontrarán y las diferentes funciones de los materiales y aplicaciones de deshielo, antihielo y abrasivos, y emplear "cajas de herramientas" antihielo, una para operaciones, otra para la toma de decisiones y otra para el personal. Los elementos de las cajas de herramientas son: ^{[ 74 ]}

• Operaciones : Aborda la aplicación de productos químicos sólidos y líquidos mediante diversas técnicas, incluyendo la prehumectación de sales de cloruro. También trata la capacidad de arado, incluyendo los tipos de quitanieves y cuchillas utilizadas.
• Toma de decisiones : combina la información de pronóstico meteorológico con la información de las carreteras para evaluar las necesidades futuras de aplicación de los recursos y la evaluación de la eficacia del tratamiento con las operaciones en curso.
• Personal : Aborda la capacitación y el despliegue del personal para ejecutar eficazmente el programa antihielo, utilizando los materiales, equipos y procedimientos adecuados.

El manual ofrece matrices que abordan los diferentes tipos de nieve y la intensidad de las nevadas para adaptar las aplicaciones de forma adecuada y eficiente.

Las barreras para la nieve , construidas a sotavento de las carreteras, controlan la acumulación de nieve al hacer que la nieve arrastrada por el viento se acumule en un lugar determinado. También se utilizan en las vías férreas. Además, los agricultores y ganaderos las utilizan para crear acumulaciones de nieve en las cuencas y así disponer de agua en primavera. ^{[ 77 ] [ 78 ]}

Aviación

Para mantener los aeropuertos abiertos durante las tormentas invernales, las pistas y calles de rodaje requieren la remoción de nieve. A diferencia de las carreteras, donde el tratamiento químico con cloruro es común para evitar que la nieve se adhiera al pavimento, estos productos químicos suelen estar prohibidos en los aeropuertos debido a su fuerte efecto corrosivo sobre las aeronaves de aluminio. Por consiguiente, a menudo se utilizan cepillos mecánicos para complementar la acción de las quitanieves. Dada la anchura de las pistas en los aeródromos que operan con aeronaves grandes, se utilizan vehículos con grandes palas quitanieves, una hilera de vehículos quitanieves o quitanieves rotativos para despejar la nieve de las pistas y calles de rodaje. Las plataformas de las terminales pueden requerir la limpieza de 6 hectáreas (15 acres) o más. ^{[ 79 ]}

Las aeronaves debidamente equipadas pueden volar a través de tormentas de nieve bajo reglas de vuelo instrumental . Antes del despegue, requieren fluido anticongelante durante las tormentas de nieve para evitar la acumulación y congelación de nieve y otras precipitaciones en las alas y el fuselaje, lo que podría comprometer la seguridad de la aeronave y sus ocupantes. ^{[ 80 ]} En vuelo, las aeronaves dependen de una variedad de mecanismos para evitar la escarcha y otros tipos de hielo en las nubes, ^{[ 81 ]} estos incluyen botas neumáticas pulsantes , áreas electrotérmicas que generan calor y descongelantes líquidos que se filtran a la superficie. ^{[ 82 ]}

Las nevadas pueden ser beneficiosas para la agricultura, ya que actúan como aislante térmico , conservando el calor de la Tierra y protegiendo los cultivos de las temperaturas bajo cero. Algunas zonas agrícolas dependen de la acumulación de nieve durante el invierno, que se derrite gradualmente en primavera, proporcionando agua para el crecimiento de los cultivos, tanto directamente como a través de la escorrentía de arroyos y ríos que abastecen los canales de riego. ^{[ 1 ]} Los siguientes son ejemplos de ríos que dependen del agua de deshielo de los glaciares o de la nieve acumulada estacionalmente como una parte importante de su caudal del que depende el riego: el Ganges , muchos de cuyos afluentes nacen en el Himalaya y que proporcionan mucho riego en el norte y noreste de la India , ^{[ 86 ]} el río Indo y sus afluentes , que nacen en el Tíbet y el Himalaya occidental ^{[ 87 ]} y proporcionan agua de riego al norte y este de Pakistán y al noroeste de la India a partir de glaciares que retroceden rápidamente, ^{[ 88 ]} y el río Colorado , que recibe gran parte de su agua de la nieve acumulada estacionalmente en las Montañas Rocosas ^{[ 89 ]} y proporciona agua de riego a unos 4 millones de acres (1,6 millones de hectáreas) . ^{[ 90 ]}  

La nieve es un factor importante a considerar en las cargas sobre las estructuras. Para abordar este problema, los países europeos emplean el Eurocódigo 1: Acciones sobre estructuras - Parte 1-3: Acciones generales - Cargas de nieve . ^{[ 91 ]} En Norteamérica, la norma ASCE Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures ofrece orientación sobre las cargas de nieve. ^{[ 92 ]} Ambas normas emplean métodos que traducen las cargas máximas esperadas de nieve en el suelo a cargas de diseño para cubiertas. ^{[ 91 ] [ 92 ]}

Techos

Las cargas de nieve y la formación de hielo son dos problemas principales para los techos. Las cargas de nieve están relacionadas con el clima de la zona donde se ubica la estructura. La formación de hielo suele ser consecuencia del calor que genera el edificio o la estructura, el cual derrite la nieve que se encuentra sobre él. ^{[ 93 ]}

Cargas de nieve : Las cargas mínimas de diseño para edificios y otras estructuras brindan orientación sobre cómo traducir los siguientes factores en cargas de nieve en el techo: ^{[ 92 ]}

• cargas de nieve en el suelo
• Exposición del techo
• Propiedades térmicas del techo
• Forma del techo
• Deriva
• Importancia del edificio

Proporciona tablas de cargas de nieve en el suelo por región y una metodología para calcular dichas cargas, que pueden variar con la altitud a partir de valores medidos cercanos. El Eurocódigo 1 utiliza metodologías similares, partiendo de cargas de nieve en el suelo tabuladas para algunas zonas de Europa. ^{[ 91 ]}

Formación de hielo : Los techos también deben diseñarse para evitar la formación de represas de hielo , que se producen cuando el agua de deshielo corre bajo la nieve del techo y se congela en el alero. Las represas de hielo en los techos se forman cuando la nieve acumulada en un techo inclinado se derrite y fluye por el techo, bajo la capa aislante de nieve, hasta que alcanza el aire a temperaturas bajo cero, generalmente en los aleros . Cuando el agua de deshielo llega al aire helado, se acumula hielo, formando una represa, y la nieve que se derrite posteriormente no puede drenar correctamente a través de ella. ^{[ 94 ]} Las represas de hielo pueden provocar daños en los materiales de construcción o daños o lesiones cuando la represa de hielo se desprende o al intentar retirarla. El deshielo se produce por el paso del calor a través del techo bajo la capa altamente aislante de nieve. ^{[ 93 ] [ 95 ]}

La nieve forma parte de muchos deportes y actividades recreativas de invierno, como el esquí y el trineo . Algunos ejemplos comunes son el esquí de fondo , el esquí alpino , el snowboard , las raquetas de nieve y las motos de nieve . El diseño del equipo utilizado, como los esquís y las tablas de snowboard, suele basarse en la resistencia de la nieve y tiene en cuenta el coeficiente de fricción . ^{[ 99 ]}

El esquí es, con diferencia, la forma más popular de recreación invernal. En 1994, de los aproximadamente 65 a 75 millones de esquiadores que se estimaba que había en todo el mundo, unos 55 millones practicaban esquí alpino , y el resto, esquí de fondo . Aproximadamente 30 millones de esquiadores (de todo tipo) se encontraban en Europa, 15 millones en Estados Unidos y 14 millones en Japón. En 1996, se registraron 4500 estaciones de esquí, con 26 000 remontes en funcionamiento y 390 millones de visitas anuales. La región predominante para el esquí alpino era Europa, seguida de Japón y Estados Unidos. ^{[ 100 ]}

Cada vez más, las estaciones de esquí dependen de la producción de nieve artificial , que consiste en inyectar agua y aire a presión a través de un cañón de nieve en las pistas. ^{[ 101 ]} La producción de nieve artificial se utiliza principalmente para complementar la nieve natural en las estaciones de esquí . ^{[ 102 ]} Esto les permite mejorar la fiabilidad de su capa de nieve y extender sus temporadas de esquí desde finales de otoño hasta principios de primavera. La producción de nieve requiere bajas temperaturas. La temperatura umbral para la producción de nieve artificial aumenta a medida que disminuye la humedad. La temperatura de bulbo húmedo se utiliza como métrica, ya que tiene en cuenta la temperatura del aire y la humedad relativa. La producción de nieve artificial es un proceso relativamente costoso en su consumo de energía, lo que limita su uso. ^{[ 103 ]}

La cera para esquís mejora la capacidad de un esquí (u otro patín) para deslizarse sobre la nieve al reducir su coeficiente de fricción, que depende tanto de las propiedades de la nieve como del esquí para lograr una lubricación óptima mediante la fusión de la nieve por fricción con el esquí. Si la lubricación es insuficiente, el esquí interactúa con los cristales de nieve sólidos; si es excesiva, la atracción capilar del agua de deshielo lo frena. Para que un esquí pueda deslizarse, debe superar el valor máximo de fricción estática. La fricción cinética (o dinámica) se produce cuando el esquí se mueve sobre la nieve. ^{[ 104 ]}

La nieve afecta la guerra librada en invierno, en entornos alpinos o en latitudes altas. Los principales factores son la visibilidad reducida para la adquisición de objetivos durante la nevada, la mayor visibilidad de los objetivos contra fondos nevados para la puntería y la movilidad tanto de las tropas mecanizadas como de la infantería . Las nevadas también pueden inhibir gravemente la logística del suministro de tropas . La nieve también puede proporcionar cobertura y fortificación contra el fuego de armas ligeras. ^{[ 73 ]} Entre las campañas de guerra invernal destacadas en las que la nieve y otros factores afectaron las operaciones se incluyen:

• La invasión francesa de Rusia , donde las malas condiciones de tracción para los caballos mal herrados dificultaron que los carros de suministros siguieran el ritmo de las tropas. ^{[ 105 ]} Esa campaña también se vio fuertemente afectada por el frío, por lo que el ejército en retirada llegó al río Niemen en diciembre de 1812 con solo 10 000 de los 420 000 que habían partido para invadir Rusia en junio del mismo año. ^{[ 106 ]}
• La Guerra de Invierno , un intento de la Unión Soviética por tomar territorio en Finlandia a finales de 1939, demostró la superioridad táctica del Ejército finlandés en materia de invierno , en lo que respecta a la movilidad sobre la nieve, el camuflaje y el uso del terreno. ^{[ 107 ]}
• La Batalla de las Ardenas , una contraofensiva alemana durante la Segunda Guerra Mundial , que comenzó el 16 de diciembre de 1944, estuvo marcada por fuertes tormentas de nieve que dificultaron el apoyo aéreo aliado a las tropas terrestres, pero también obstaculizaron los intentos alemanes de abastecer sus líneas del frente. ^{[ 108 ]} En el Frente Oriental, con la invasión nazi de Rusia en 1941, la Operación Barbarroja , tanto los soldados rusos como los alemanes tuvieron que soportar condiciones terribles durante el invierno ruso . Si bien el uso de infantería esquiadora era común en el Ejército Rojo, Alemania formó solo una división para el movimiento sobre esquís. ^{[ 107 ]}
• La Guerra de Corea, que duró desde el 25 de junio de 1950 hasta el armisticio del 27 de julio de 1953, comenzó cuando Corea del Norte invadió Corea del Sur . Gran parte de los combates se desarrollaron en condiciones invernales, con nieve, ^{[ 109 ]} especialmente durante la Batalla del Embalse de Chosin , que fue un claro ejemplo de cómo el frío afecta las operaciones militares, en particular los vehículos y las armas. ^{[ 110 ]}

• Operaciones militares en la nieve
• 
  Campamento de la Grande Armée de Napoleón , durante la retirada invernal de Moscú.
• 
  Tropas de esquí finlandesas durante la invasión de Finlandia por la Unión Soviética.
• 
  Vehículos del ejército haciendo frente a la nieve durante la Batalla de las Ardenas de la Segunda Guerra Mundial.
• 
  Preparativos militares noruegos durante el ejercicio Cold Response de 2009.
• 
  Los SEAL de la Armada de los Estados Unidos se entrenan para la guerra invernal en Mammoth Mountain , California.

• Palabras esquimales para nieve
• El tipo de nieve equivocado

• Nieve naranja siberiana de 2007
• Clipper de Alberta
• Lista de ventiscas
• Lista de los lugares con más nieve en los Estados Unidos por estado.

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