Образование льда в море, кроме наступления устойчивой морозной погоды, зависит от нескольких факторов:
- поверхностной солености, обусловливающей температуру замерзания морской воды;
- переохлаждения воды, т.е. понижение ее температуры несколько ниже температуры замерзания;
- наличие в воде ядер кристаллизации – мельчайших взвешенных частиц органического и неорганического происхождения.
Замерзание пресной и морской воды происходит различно.
Температура наибольшей плотности воды составляет 40С. Вследствие этого в пресных водах перемешивание происходит при понижении температуры только до 40С. При дальнейшем охлаждении плотность воды уменьшается, перемешивание прекращается, и при достижении поверхностным слоем температуры 00С в пресной воде начинается льдообразование.
Температура замерзания и температура наибольшей плотности морских вод зависят от солености. Поэтому морские воды, соленость которых менее 24.695‰ (солоноватые воды), при охлаждении вначале достигают состояния наибольшей плотности, как и пресные воды, а при дальнейшем охлаждении в отсутствии перемешивания быстро достигают температуры замерзания.
Воды соленостью больше 24.695‰ (соленые воды) охлаждаются до температуры замерзания при постоянном увеличении плотности, что сопровождается непрерывным перемешиванием, т. е. обменом между верхними и нижними, более теплыми слоями, что препятствует быстрому выхолаживанию и замерзанию воды. Лед образуется только после длительных осенних холодов, когда вся толща воды, охваченная вертикальной циркуляцией, охладилась до температуры замерзания. Таким образом, при равных погодных условиях морские воды замерзают позже солоноватых.
Началу льдообразования благоприятствует спокойное море, наличие опресненного таянием льдов или речным стоком поверхностного слоя воды, большая отдача тепла в атмосферу.