Es fängt mit Wasserdampf an, der in der Luft vorhanden sein muss. Sinkt die Temperatur, wird Wasserdampf an kleinen Staubteilchen kondensiert und Wassertröpfchen bilden sich, die ab -10°C zu gefrieren beginnen.
Die Grundform des Schneekristalls ist ein sechseckiger plattiger Eiskristall, bedingt durch die sechseckige Kristallgitter-Struktur der Wassermoleküle. Auf dem Weg zur Erde wachsen die Kristalle, denn Temperatur, Windverhältnisse und Luftfeuchtigkeit ändern sich. Das bedeutet, dass keine Schneeflocke der anderen gleicht. Von Temperatur und Luftfeuchtigkeit hängt auch die Flockengrösse ab. Über -5°C und erhöhter Luftfeuchtigkeit entstehen grosse Flocken, unter -5°C in trockener Luft fällt der Schnee häufig als Eisnadel und Eisplättchen. Dies trifft vor allem für die Polregionen der Erde zu.
Fallen Schneekristalle auf den Boden und häufen sich zu einer Schneedecke an, entsteht ein komplexes Material. Anfangs noch pulverartig, wachsen die Kristalle zusammen und bilden eine lockere Struktur, die sich laufend verändert.
Die wichtigsten Eigenschaften sind Dichte, Temperatur, Feuchtigkeit und Schneehärte. Und alle Schneeeigenschaften hängen von der Temperatur, der Dichte und der Belastungsgeschwindigkeit ab.
Schnee, ein visko-elasto-plastisches Material
Zusätzlich zur temperaturgetriebenen Dynamik ist die Schneedecke ständig der Schwerkraft ausgesetzt, was zu einer Verformung der Struktur führt. Je kälter und dichter, desto viskoser oder zähflüssiger ist der Schnee. Und je nachdem wie schnell der Schnee verformt wird, reagiert er unterschiedlich. Schnee verhält sich bei langsamer Belastung ähnlich wie dickflüssiger Honig: er ist dehnbar und verformbar. Bei kleiner Dehnungsgeschwindigkeit erfolgt also eine plastische Verformung, bei hoher Dehnungsgeschwindigkeit ist das Verhalten elastisch bis spröd. Bis anhin wurden zur Erklärung Mechanismen wie z. B. Kriechen bzw. Korngrenzengleiten herangezogen. Neuste Untersuchungen am SLF zeigen, dass sich die Deformation von Schnee durch die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften seines Bauelements Eis erklären lässt.
Vor allem lockerer Neuschnee ist ein sehr poröses, zusammendrückbares Material. Seine Kompressibilität hängt in erster Linie von der Dichte, aber auch von Temperatur, Schneeart und Feuchtigkeit ab. Mit zunehmender Grösse der Bindungen und mit zunehmender Kälte wird der Schnee härter, und die Festigkeit des Schnees nimmt mit der Dichte zu.
In einem als Sinterung bezeichneten Prozess verdichten sich die Kristalle weiter und die Poren werden aufgefüllt, so dass die Luftdurchlässigkeit abnimmt. Bei der Sinterung spielen im Eiskristall Gleitvorgänge und Rekristallisation eine wichtige Rolle, bei der das Kristallgefüge durch Umformung neu strukturiert wird.
Diese durch Druck und Temperaturunterschiede ausgelösten Umwandlungsprozesse finden bereits im Inneren der Neuschneedecke statt: Die destruktive (abbauende) Metamorphose beseitigt durch Schmelzen und Verdunsten komplizierte, verzweigte Kristallstrukturen und wandelt die Schneeflocken-Kristalle zu Eiskörnern um.
Neben der Temperatur spielt auch der Druck eine entscheidende Rolle, denn erhöhter Druck führt zum Schmelzen des Schnees, geringerer Druck zum Wiedergefrieren des Schmelzwassers.