För att förstå hur strömbrunnar uppstår samt varför vissa område är osäkra att åka på, vilket framför allt gäller skärgårds is, behöver man sätta sig in i vissa grundläggande fysikaliska och vetenskapliga fakta.
Oavsett vad man har för åsikt om vindbrunnar, går det inte att bortse från fysikaliska verkligheter. I detta sammanhang gäller:
• Vattens egenskaper, vid botten är temperaturen + 3,98 °C, samt 0 °C vid ytan, vilket möjliggör att is bildas
• Termodynamikens nollte (0:te) huvudsats, som innebär att en vattenmassa strävar efter att uppnå samma temperatur
• Vatten med en temperatur i intervallet 0–3,98 °C flyter upp mot vattenytan
Av pedagogiska skäl har jag valt att använda begreppet strömbrunn, inte vindbrunn. På så vis ingår även underfrätning i samma begrepp, dvs. strömbrunn. Det finns även exempel på att begreppet öppnor används, då man inte vet säkert vad de beror på, men allt beror på strömmande vatten.
SMHI har svarat på frågan om vinden kan blåsa på enbart en punkt, Skickat: den 10 maj 2017 09:24.
När det gäller lokala och kraftiga vindar över bara några hundratal meter, kan sådana förekomma i samband med tromber och kraftiga åskväder. Det är emellertid sällsynta fenomen, i synnerhet under vinterhalvåret.
Slutsatsen av ovanstående är att vinden inte är orsaken till vindbrunnar.
Vattnets maximala densitet uppnås vid 3,98 °C. Vatten blir mindre tätt vid fryspunkten, och har då expanderat med 9 %. Det resulterar i ett ovanligt fenomen, nämligen att vattnets fasta form, is, flyter ovanpå vatten. Det innebär vidare att den ”maximala densiteten”, dvs. tyngden på en viss vattenvolym, blir störst vid 3,98 °C, varvid vattnet med denna temperatur sjunker till botten.
Vatten blir till is när temperaturen understiger 0 °C vid ett normalt tryck i atmosfären. När vatten omvandlas till is frigörs värme, vilket gör att temperaturen i en blandning av is och vatten alltid kommer att vara 0 °C, till dess att den består av enbart vatten eller enbart is. Vatten har en högre densitet i flytande form än fryst, vilket är en kemisk egenskap som är mycket ovanlig. Det gör att is bildas endast på ytan av vattenmassor.
När isen har lagt sig fortsätter den att växa på undersidan där det är 0 °C. 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. En effekt av detta kan man studera när t.ex. ett lager av åkbar snö ligger på isen. Om det inte snöar under de närmaste dagarna man åker, finner man att snötäcket minskar varje dag, sublimering eller i dagligt tal avdunstar.
Förklaring av hur strömbrunnar uppstår
Det som är svårt för ”gemene man” att inse är att den utlösande faktorn är lufttrycksförändringen, av skälet att man sannolikt inte tänker på det.
Det som händer när lufttrycket ändras är att vattenytan höjs/sänks. Detta för med sig vattenströmmar. Här skall noteras att det ej enbart är vattenströmmar vid ytan utan även ner mot botten.
För att ytterligare förstå varför strömbrunnar i första hand uppstår på skärgårds is är att lufttrycksförändringen är olika över de stora ytor som berör Östersjön. Ytterligare en faktor som påverkar vattenståndsändringen är t.ex. om nordliga eller sydliga kraftiga vindar blåser flera dagar i rad så förflyttas vattenmassor av vinden. För de som vistats i Finska viken är denna effekt kraftigare än vad vi får uppleva i Stockholms skärgård.
En lufttrycksförändring på en insjö har inte någon betydelse, eftersom samma tryckförändring påverkar hela sjön.
Effekten dvs. förekomsten av strömbrunnar, påverkas av storleken i lufttrycksförändringen. Detta kan inhämtas från:
http://www.smhi.se/hfa_coord/BOOS/Sealevel/Stationplot/Current_month/Stockholm_SMHI.html
Hade botten varit helt slät, hade det inte funnits några strömbrunnar för då hade det varma vattnet, som flyter upp, varit jämnt fördelat under isen.
Men vid uppgrundningar förstärks effekten. Jag kan visa på 19 meters djupgrund. Det som händer vid djupgrunden är att det 4 °C vattnet blandas upp med kallare. Vattnet blir då lättare och stiger mot ytan (enligt fysikens lagar), ovanför den punkt där djupgrundet finns. Av fysikaliska fakta vet vi att isen fryser vid 0 °C. Eftersom vattnet blandats med 4 °C vatten, får det uppstigande vattnet en temperatur i intervallet 0 – 4. Strömbrunnen fryser först när det uppstigande vattnet upphör eller åtminstone minskar i mängd, varvid temperaturen i brunnen blir 0°C. Den minskande mängden uppstigande vatten beror på att lufttrycksändringen minskat så att vattenströmmarna minskar.