Isbildning

När havet har kylts ner till fryspunkten och värme fortsatt flödar ut till atmosfären startar isbildningen. Fryspunkten för havsvatten är något lägre än för sötvatten (ca -1.7oC för salthalt 32 promille) och varierar med salthalten. Hur fort isen växer styrs av värmeflödet upp genom isen från undre ytan.

Från isens övre yta flödar sen värmen vidare upp i atmosfären. Istillväxten beror till stor del på temperaturen i luften men också  andra faktorer som vindhastighet, solinstråling, utgående värmestrålning, inkommande värmestrålning och avdunstning. Under konstanta förhållanden med minusgrader i luften växer isen fortast i början när den är tunn för att sen växa långsammare när den blir tjockare.

Isbildning

Värmetransport
Schematisk skiss på värmetransport och temperatur vid isbildning. Figuren visar värmetransporten upp genom isen och vidare upp i atmosfären (röda pilar) samt temperaturen i havet, isen och luften (röd kurva). Vattnet under isen är vid fryspunkten och temperaturen i luften är ca -20 oC. Värme transporteras från den varma till den kalla sidan på isen. Isen växer till på gränsytan mellan is och vatten då värme flödar upp från gränsytan men ingen värme tillförs från havet. Då minskar den termiska energin vid gränsytan vilket sker genom bildning aviskristaller som har lägre energi än flytande vatten. Den termiska energin kan inte minskas genom att sänka temperaturen eftersom vattnet redan är vid fryspunkten.