冰衰变
变薄,腐烂的
在春天,当平均日气温上升到摄氏零度以上时冰点,冰开始腐烂。在此期间有两个过程是活跃的:尺度变薄和边界处的冰晶颗粒退化。冰层变薄是由传热并通过融化在顶部或底部表面(或两者)。恶化这种现象有时被称为“腐烂”或“蜡烛”,因为正在变质的冰晶类似于一堆紧密排列的蜡烛太阳辐射.当来自太阳的能量使冰变暖时,融化就开始了晶界,因为熔点在冷冻过程中,由于杂质的存在而在晶粒之间被浓缩。腐烂可能从底部开始,也可能从顶部开始,这取决于特定的热条件,但最终整个厚度的冰都腐烂了。这大大降低了冰的强度,因此腐烂的冰只能承受固体的、未腐烂的冰所能承受的载荷的一小部分。变薄和变质可以同时发生,也可以相互独立发生,因此有时冰变薄而不发生内部变质,而有时却发生内部变质恶化内部很少或没有整体变薄。然而,这两个过程通常发生在冰盖最终破裂之前。
变质的冰具有灰色的斑点状外观,看起来已经腐烂。因为腐烂只通过吸收太阳辐射发生,所以只在白天进行。此外,雪或雪冰的存在,要么能反射大部分太阳辐射,要么能在一层薄层中迅速吸收太阳辐射,从而防止下面的冰腐烂,直到雪完全融化。
融化
融化的湖冰通常首先出现在海岸线或河口附近。在这些与流入的温水接触的地方,冰融化的速度比在中心湖泊地区要快,在中心湖泊地区,大部分融化是由大气中的热量传递引起的。对主要冰盖变薄速度的估计通常基于一种温度指数法,这种方法将一个系数应用于冰点以上的空气温度。
冰下的水温通常在结冰时达到最低,然后在整个冬天逐渐变暖。气候变暖的原因是吸收了穿透冰层的太阳辐射,释放了去年夏天储存在底部沉积物中的热量,以及温暖的海水流入。在深湖,这种变暖是轻微的,而在浅湖,这种变暖可能达到几度。春天,冰面上的雪融化后,更多的太阳辐射会穿透冰层,因此可能会发生明显的变暖。温水的混合恶化在融化季节结束时,冰是导致湖冰迅速清除的原因。在大多数湖泊上,冰层最终清理的时间每年都非常一致,通常与长期平均清理日期相差不到一周。
地理分布
冰冻期
湖冰第一次出现是在长期平均日气温第一次降到冰点以下的一个月之后。冰首先出现在较小的浅湖中,经常随着气温的昼夜变化而形成和融化几次,最后在气温保持在冰点以下时完全形成。较大的湖泊结冰时间稍晚,因为冷却水需要较长的时间。在北美Canadian-U.S。这与12月1日的第一次冻结日期大致吻合。北方边境冻结发生得更早,最早在10月1日大熊湖在加拿大的西北地区.在南方,年复一年的冰冻模式越来越多不稳定的只有在北纬45°以下的地区,冰冻才可能在几年内发生。
在欧洲冻结模式与气温相似,但纬度模式显示出更多的变化,因为西欧大部分地区受到全球变暖的影响墨西哥湾流.在中亚纬向变化较有规律,1月中旬左右在北纬45°,10月1日左右在北纬72°出现第一次冰冻。在当地气候和海拔有变化的地方,这些模式例外。
清算
由于融化冬天变厚的冰需要时间,湖冰的清理发生在平均日气温升至冰点以上后的一段时间。一般情况下,滞后在北纬50°N约为一个月,在北纬70°N约为六周。这种模式导致美国-加拿大边境的平均晴朗日期为4月中旬,加拿大北部地区的平均晴朗日期为6月和7月。