Durante l’inverno i laghi di montagna svizzeri gelano completamente, prima quelli più piccoli, in seguito anche quelli più grandi. Se durante la fase di formazione del ghiaccio non si verificano precipitazioni, si forma il ghiaccio nero. Questo spettacolo della Natura si può ammirare con regolarità in Alta Engadina.
D’inverno i laghi si raffreddano a partire dalla superficie, da cui vi è una forte perdita di energia. Man mano che l’acqua superficiale si raffredda essa diventa più densa e scende verso il basso, fin quando tutta l’acqua del lago raggiunge la temperatura di 4 °C.
A questo punto entra in gioco una particolare proprietà fisica dell’acqua, che la rende diversa dagli altri liquidi. L’acqua raggiunge il massimo della sua densità alla temperatura di 4 °C e non alla temperatura alla quale solidifica. Ciò fa sì che se l’acqua superficiale si raffredda al di sotto dei 4°C, tale acqua non sprofonda, bensì rimane alla superficie. In altre parole l’acqua con temperatura inferiore ai 4°C “galleggia” sopra l’acqua con temperatura superiore ai 4 °C. Se le condizioni per la perdita di energia dalla superficie persistono l’acqua superficiale si raffredda rapidamente verso il punto di congelamento, mentre quella al di sotto rimane alla temperatura di 4°C. Quando la temperatura dell’acqua superficiale raggiunge gli 0 °C, la superficie del lago inizia a gelare.
Se durante la fase di formazione del ghiaccio non si verificano precipitazioni, si forma il ghiaccio nero. Più la superficie del lago è tranquilla (vale da dire in assenza di vento o circolazione d’acqua) e più lo strato di ghiaccio nero sarà omogeneo, regolare e trasparente.
L’Alta Engadina è predestinata per la formazione di ghiaccio nero. Il fondovalle è situato a una quota molto elevata e durante i mesi invernali, nei periodi con poco vento, si forma un importante lago di aria fredda, con temperature che possono scendere ben al di sotto degli 0 °C. Inoltre questa è una regione povera di precipitazioni, poiché le alte montagne circostanti ostacolano l’arrivo dell’aria umida.
Sui laghi più estesi dell'Alta Engadina di regola il primo strato di ghiaccio si forma solo nella prima metà di gennaio, mentre i laghi di San Moritz e di Champfèr, essendo di dimensioni inferiori, gelano solitamente già nel mese di dicembre. L'ultimo lago a gelare è quello di Silvaplana, a causa della sua profondità superiore a quella degli altri laghi dell'Alta Engadina.
Il momento in cui un lago gela è influenzato in modo determinante da vari fattori, ad esempio dalla presenza di prolungati periodi con temperatura dell’aria particolarmente fredda. Ma anche le condizioni meteorologiche generali dei mesi autunnali giocano un ruolo importante. Ad esempio un periodo autunnale e d’inizio inverno mite può rallentare la formazione del ghiaccio superficiale di diverse settimane.
Una volta che l’intero volume dell’acqua del lago ha raggiunto i 4 °C, non ci vuole più molto tempo prima che si formi uno strato di ghiaccio continuo alla superficie del lago. Spesso bastano alcuni giorni, con basse temperature e calma di vento.
Ci sono però anche delle eccezioni. Nell’inverno 2022/2023 il Lago di Sils iniziò a gelare verso metà gennaio, ma fu necessario attendere fino a febbraio prima che si formò uno strato di ghiaccio continuo. Infatti, fra gennaio e febbraio soffiò sovente del vento da nord, a tratti anche forte, che fu in grado di rimescolare continuamente l’acqua superficiale. In questo modo acqua relativamente più calda veniva continuamente richiamata dagli strati profondi del lago e risaliva alla superficie dove intralciava il processo di raffreddamento. Inoltre, in quei giorni l’aria era più mite rispetto alle medie pluriennali.