冰冻圈的物理性质和主要物理特征是冰冻圈各种过程、机理和模拟研究的基础，是冰冻圈科学的核心内容。本书依据冰冻圈变化机理研究和冰冻圈模拟的需求，重点对冰的物理性质及冰冻圈力学和动力学、热学和水热过程予以阐述。全书着重对冰冻圈主要的基本概念进行阐述，同时给出必要的概念示例图、经典的实验数据和公式。
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前言
第1章 绪论 1
1.1 冰冻圈物理学及其意义 1
1.1.1 冰冻圈物理学 1
1.1.2 冰冻圈物理学的意义 2
1.1.3 冰冻圈物理学的主要研究内容 2
1.2 冰冻圈物理学发展历史 4
1.2.1 冰冻圈物理学研究梗概 4
1.2.2 冰冻圈物理研究现状 6
1.3 冰冻圈物理学发展趋势 8
思考题 9
第2章 冰的物理性质 10
2.1 冰的晶体结构 10
2.1.1 冰的晶体结构基本特征 10
2.1.2 冰的晶体组构 12
2.1.3 冰的晶粒特征 13
2.2 冰的力学性质 14
2.2.1 冰的变形机理 14
2.2.2 冰的弹性和内摩擦力 15
2.2.3 冰的塑性变形和蠕变 16
2.2.4 冰的蠕变规律 17
2.2.5 冰的广义流动定律 18
2.2.6 冰的强度 20
2.2.7 含杂质冰的力学性质复杂性 20
2.3 冰的热学性质 21
2.3.1 冰的融点和相变潜热 21
2.3.2 冰的比热 23
2.3.3 冰的热导率 23
2.3.4 冰的热扩散率 25
2.3.5 冰的其他热学性质 26
2.4 冰的光学和电学性质 28
2.4.1 冰的光学性质 28
2.4.2 冰的电学性质 30
思考题 32
第3章 冰冻圈形成和能量-物质平衡 33
3.1 冰冻圈的形成过程 33
3.1.1 陆地冰冻圈的形成过程 33
3.1.2 海洋冰冻圈的形成过程 39
3.1.3 大气冰冻圈的形成过程 41
3.2 冰冻圈能量平衡 43
3.2.1 陆地冰冻圈能量平衡 44
3.2.2 海洋冰冻圈能量平衡 49
3.3 冰冻圈物质平衡 52
3.3.1 陆地冰冻圈物质平衡 53
3.3.2 海洋冰冻圈物质平衡 56
思考题 58
第4章 冰冻圈力学性质和动力学特征 59
4.1 冰冻圈力学和动力学特征概述 59
4.1.1 冰冻圈各要素力学性质的共性 59
4.1.2 冰冻圈不同要素力学性质的差异 60
4.1.3 冰冻圈不同要素运动和动力学特征的差异 60
4.2 冰川和冰盖的运动和动力学 61
4.2.1 冰川冰的力学性质和组构特征 61
4.2.2 冰川和冰盖运动 63
4.2.3 冰川和冰盖动力学模拟 69
4.3 冻土力学特征 73
4.3.1 冻土的基本物质组成 73
4.3.2 冻土主要物理指标 74
4.3.3 冻土的力学特征 75
4.4 积雪力学特征 83
4.4.1 积雪主要力学参数 83
4.4.2 积雪稳定性与雪崩 86
4.4.3 风吹雪 88
4.5 河湖冰力学和动力学特征 90
4.5.1 河湖冰力学性质 90
4.5.2 河冰运动和动力学特征 92
4.6 海冰力学和动力学特征 94
4.6.1 海冰力学性质 94
4.6.2 海冰动力学特征 96
4.7 冰架运动和动力学特征 98
4.7.1 冰架运动 98
4.7.2 冰架动力学特征 99
思考题 101
第5章 冰冻圈水热过程 102
5.1 冰冻圈内水热过程概述 102
5.1.1 冰冻圈内热量传递 102
5.1.2 冰冻圈内的水分迁移 105
5.2 冰川和冰盖内的水热过程 106
5.2.1 近表层热量传递和温度变化 106
5.2.2 纵深层热量传递和温度特征 109
5.2.3 冰川和冰盖内的融水作用 112
5.3 冻土温度和水分迁移 114
5.3.1 冻土的主要热学参数 114
5.3.2 冻土中的热量传递和温度变化 115
5.3.3 冻土中的水分迁移 120
5.4 积雪温度变化和融水 125
5.4.1 雪的热学性质 125
5.4.2 积雪温度变化 127
5.4.3 积雪内融水迁移 128
5.5 河冰和湖冰热学特征 129
5.5.1 河冰的热学特征 129
5.5.2 湖冰的热学特征 130
5.5.3 河冰和湖冰的融水 130
5.6 海冰热学特征和融水 131
5.6.1 海冰的热学性质 131
5.6.2 海冰中的热量传递 134
5.6.3 海冰的融水 135
5.7 冰架的温度和融水 136
5.7.1 冰架的温度变化 137
5.7.2 冰架的融水 138
思考题 138
第6章 冰冻圈物理研究方法 139
6.1 研究方法简述 139
6.1.1 观测、实验和模拟的特点 139
6.1.2 观测、实验和模拟的关联性 140
6.2 现场探测和监测 141
6.2.1 表面特征 141
6.2.2 热学特征参数 142
6.2.3 力学（和动力学）特征参数 143
6.2.4 能量平衡 143
6.2.5 物质平衡 144
6.3 实验室研究 144
6.3.1 样品测量 144
6.3.2 实验观测研究 145
6.3.3 实体模拟实验 147
6.3.4 相似性模拟实验 147
6.4 模式和模拟研究 148
6.4.1 模式研究 148
6.4.2 仿真模拟 149
思考题 150
参考文献 151
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