겨울철 호수 결빙

물의 밀도는 약 4°C에서 가장 크기 때문에 표층에서 냉각과 결빙이 먼저 진행됩니다. 표면 얼음층은 추가 냉각을 늦추는 단열층이 되어 깊은 물은 비교적 늦게 식습니다.

외기 온도 -12°C

표층 상태냉각 중

하층 수온4.0°C

얼음 두께0.00 m

상층 결빙이 먼저 시작되고 얼음층이 두꺼워질수록 추가 냉각이 점차 느려집니다.

Equation Guide

표면 냉각과 얼음 성장

표면 열유속

q = h(T_w - T_∞)

수면의 물과 차가운 대기 사이 온도차가 클수록 표면에서 더 빠르게 열이 빠져나갑니다.

얼음층 성장 개념식

ρ_i L_f (ds/dt) = k_i (T_f - T_s) / s

얼음 두께 s가 커질수록 같은 온도차에서도 성장 속도 ds/dt는 점차 느려집니다.