冰增长

增长率

曾经的初始层冰形成于湖在冰层表面，进一步的增长与能量从冰层底面传递到上面空气的速率成正比。因为按照标准大气压力水与冰的边界在0°C，底部表面总是在冰点．如果没有明显的流量热从下面的水到冰，就像通常的情况一样，所有通过冰层的热量损失都会导致底部的冰生长。通过冰的热量损失发生在传导；指定的ϕ在这个数字，与冰的热导率成正比(k_我)和冰的底部和顶部表面之间的温差(T_米-T_年代)，并与冰的厚度成反比(h)．热量损失到上面的空气(也指定ϕ)是由辐射和对流等多种过程产生的，但它可以用体积传递系数(H_ia)乘以冰的表面温度与空气温度之差(T_年代-T_一个)．(实际上，冰层的上表面并不在空气温度，而是在空气温度和冰点之间的某个地方。确切的数据很少有，但幸运的是，表面温度，T_年代，不需要进行分析。)

假设热流通过冰的热量等于从冰表面到上方空气的热量，可以形成以下冰的增厚公式:

在这个公式中h是冰的厚度，T_一个是空气温度，T_米是冰点，k是冰的热导率(2.24瓦每米开尔文)，ρ_我是密度冰(每立方米916公斤)，l是潜热(3.34 × 10⁵焦耳/千克)，和t时间是从最初开始的吗冰的形成．的确切值体积转移系数(H_ia)取决于能量预算的各个组成部分，但它通常在每平方米开尔文10至30瓦之间。较高的数值与有风的条件有关，较低的数值与无风的条件有关，但是，由于没有其他信息，20瓦特每平方米开尔文的数值与冰生长的数据非常吻合。这个公式在预测冰盖薄时特别有用。冰盖的第一次增长速度与自形成以来的时间成正比;然而，随着冰的增厚，顶部表面的温度更接近空气温度，并且增长速度与温度成正比平方根的时间。

如果有雪在冰的顶部，它将提供一个阻力，热量从冰表面的底部流向上面的空气。在这种情况下，增量增厚速率(即增量增厚[dh]在递增的时间段内[dt])可由以下公式预测:在哪里h_我现在冰的厚度与热导率有关吗k_我，而且h_年代积雪厚度是否与导热系数有关k_年代．雪的导热性取决于它的密度。在密度较高时，它更大，在密度分别为200至500公斤/立方米时，范围约为0.1至0.5瓦/米开尔文。

冰结构的变化

当积雪的重量足以超过支撑它的冰的浮力时，通常冰就会被淹没，水就会从冰的裂缝中流过，使雪饱和，然后结冰。这种冰的生长方式与上面分析的不同，但很常见，这样形成的冰被称为雪冰。在典型的雪密度下，一层约为支撑冰厚度一半的雪就会形成雪冰层。

当冰变厚时，有横向结晶的趋势c-轴方向楔出相邻垂直晶体c-轴方向，因此直径随着深度而变大。所得到的结构是相邻的单晶柱之一，称为柱状冰。当切下一块非常薄的冰，并通过交叉的偏光片进行光检查时，就会发现晶体结构清晰可见。