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Freezing Water and Supercooling: Anchor Ice and Frazil Ice

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

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Abstract

The supercooling of water in nature occurs more frequently than is generallyknown. It always takes place when still water is in process of being covered with thefirst ice needles. It is of even greater importance when ice formation takes place in running and turbulent water, in which case it represents the necessary conditions for the formation of frazil and anchor ice. The supercooling may be observed by a sensitive thermometer when the bulb is heated before being immersed in the water. The degree of supercooling of still water may be more than 1° C. in a thin surface layer as the author has demonstrated by measuring the temperature by a recording thermopile exposed to radiation from the surface. It is emphasized that the state of supercooling in water is a stable one, the formation of ice being dependent upon the existence of nuclei or solid boundary surfaces from which crystallization will start and from which liberated heat of solidification will flow. This process of thermal conduction needs time.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Die Unterkühlung des Wassers in der Natur kommt öfter vor als allgemein angenommen wird. Der Vorgang findet immer statt, wenn ruhendes Wasser mit den ersten Eisnadeln bedeckt wird. Er ist von noch grösserer Bedeutung, wenn Eis in strömendem und wirbelndem Wasser gebildet wird, und bildet in diesem Falle die notwendige Bedingung für die Bildung von Grundeis. Die Unterkühlung kann mit einem empfindlichen Thermometer gemessen werden, wenn die Kugel vor dem Eintauchen ins Wasser vorgewärmt wird. Die Unterkühlung von ruhendem Wasser kann in der dünnen Oberflächenschicht mehr als 1° C. erreichen, wie es der Verfasser durch Messen der Temperatur mittels einer Thermosäule, welche der Strahlung der Oberfläche ausgesetzt war, gezeigt hat. Es wird betont, dass der Zustand der Unterkühlung im Wasser ein stabiler ist, weil die Eisbildung von dem Vorkommen von Kernen oder von festen Grenzflächen abhängig ist, an welchen die Kristallisationswärme strömen wird. Dieser Vorgang der Wärmeleitung braucht Zeit.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1949
Figure 0

Fig. 1Growth of ice in supercooled water (See Geog. Journ. Vol. 103, 1944, p. 193)

Figure 1

Fig. 2Water surface temperature at Toemte, 15 Jan. 1942, 2100h