غلاف جليدي
البنية

تم العثور على المياه المجمدة على سطح الأرض في الأصل كغطاء ثلجي وجليد المياه العذبة في البحيرات والأنهار، والجليد البحري والكتل الجليدية الصفائح الجليدية والتربة الصقيعية ( الأرض المتجمدة بشكل دائم )
إن فترة بقاء كل هذه الأنواع من الغلاف المتجمد تختلف على نطاق واسع. فغطاء الثلوج وجليد المياه العذبة موسمي في الأساس، ومعظم الجليد البحري باستثناء الجليد في القطب الشمالي يبقى فقط بضع سنوات إذا لم يكن موسمياً.
وبالنظر إلى جزيء الماء في الكتل الجليدية والصفائح الجليدية أوجليد الأرض نجد أنها قد تظل مجمدة لفترة من 10-100000 سنة أو أكثر . أما الثلج العميق في أجزاء من شرق القارة القطبية الجنوبية قد يكون عمره تقترب من مليون سنة .
معظم الجليد الموجود في العالم موجود في القارة القطبية الجنوبية وبصورة رئيسية في الثلج في الصفائح الجليدية شرق القطب الجنوبي .
أما من حيث التوزيع المساحي فإن ثلوج شتاء النصف الشمالي للكرة الأرضية ورقعة الجليد تشكل المساحة الأكبر حيث يشكل 23% من النصف الشمالي في شهر يناير .
إن امتداد الرقعة المساحية للجليد والأدوار المناخية الهامة للثلوج والجليد والمتعلقة بخصائصهما الفريدة تشير إلى أن القدرة على ملاحظة نماذج معينة من امتدادات الأغطية الجليدية وسمكها وخصائصها الفيزيائية (الإشعاعية والحرارية) له أهمية خاصة في أبحاث المناخ .
هناك العديد من الخصائص الفيزيائية الأساسية للثلج والجليد التي تعادل تبادل الطاقة بين السطح والغلاف الجوي وأهم هذه الخصائص هي انعكاس السطح والقدرة على نقل الحرارة والقدرة على الانتقال من حالة لأخرى الحرارة الكامنة .
هذه الخصائص الفيزيائية جنبا إلى جنب مع خشونة السطح، والانبعاثية، وخصائص العزل الكهربائي لها آثار هامة على مراقبة الثلوج والجليد من الفضاء
على سبيل المثال، خشونة السطح غالبا ما يتكون العامل المسيطر في تحديد قوة التشتت الارتدادي الرإداري . الخصائص الفيزيائية مثل التركيب البلوري، والكثافة، وطول والمحتوى السائل في المياه من العوامل الهامة التي تؤثر على عمليات نقل الحرارة والمياه، ونثر من طاقة الميكروويف.
الخواص الفيزيائية مثل التركيب البلوري، والكثافة، والطول، والمحتوى السائل في المياه من العوامل الهامة التي تؤثر على عمليات نقل الحرارة والمياه، وتبدد طاقة الموجات القصيرة (الميكروويف) .
ان الانعكاس السطحي الناتج من الأشعة الشمسية مهم لاتزان الطاقة السطحية، وهي النسبة بين الأشعة المنعكسة إلى الأشعة الساقطة.وارتفاع هذه النسبة في الثلوج والجليد يسبب تحولات سريعة في انعكاسية السطح في الخريف والربيع في المناطق ذات خطوط العرض العليا.
الصيف والخريف هي أوقات يكون متوسط الغيوم فيها عالياً فوق المحيط المتجمد الشمالي حيث أن اتزان الطاقة السطحية يقل بشدة تبعاً للتغيرات الموسمية الكبيرة في الجليد البحري .
لاحظ جرويزمان أن الغطاء الجليدي أظهر التأثير الأكبر على التوازن الإشعاعي للأرض في فصل الربيع ( أبريل إلى مايو ) عندما كانت الأشعة الشمسية في أقصى ذروتها على المناطق المغطاة بالثلوج .
الخصائص الحرارية للعناصر الغلاف الجليدي لها أيضا عواقب مناخية هامة. فالثلوج والجليد لديهما معامل انتشار حراري أقل بكثير من الهواء. انتشارية الحراري هو مقياس لمدى السرعة التي يمكن أن تخترق بها موجات الحرارة أي مادة .
الغطاء الثلجي يعزل سطح الأرض أما الجليد البحري فيعزل أعماق المحيطات ويفصل سطح الغلاف الجوي فيما يتعلق بتدفقات الحرارة والرطوبة .
ويمكن القضاء على تدفق الرطوبة عن طريق طبقة رقيقة من الجليد في حين أن تدفق الحرارة خلال طبقة رقيقة من الجليد يبقى قوياً إلى أن نصل إلى طبقة ذات سمك 30 – 40 سم . ومع ذلك، فإن كمية صغيرة من الثلج على قمة الجليد تحد بشكل كبير من تدفق الحرارة وتبطئ معدل نمو الجليد .وقدرة الثلوج هذه على العزل لها آثار كبيرة على الدورة الهيدرولوجية. ففي المناطق الغير دائمة التجمد، يكون التأثير العازل للثلوج ذو تأثير على الأرض بالقرب من السطح فقط، أما المياه العميقة فتجري دون انقطاع .
وبينما تعمل الثلوج والجليد على حماية السطح من فقد كميات كبيرة من الطاقة، فإنها تعمل أيضا في إعاقة ارتفاع درجات الحرارة في فصلي الربيع والصيف بسبب الكمية الكبيرة من الطاقة اللازمة لإذابة الجليد (الحرارة الكامنة للانصهار). ومع ذلك، فإن الاستقرار القوي للغلاف الجوي فوق مناطق واسعة من الثلج أو الجليد يميل إلى حصر تأثير التبريد الفوري للطبقة ضحلة نسبيا.
إن دور الغطاء الثلجي في تحوير الرياح الموسمية ليس سوى مثال واحد من ردود فعل الغلاف الجليدي والمناخ قصيرة الأجل المتعلقة بسطح الأرض والغلاف الجوي . 
وآليات ردود الفعل المعنية غالبا ما تكون معقدة وغير مفهومة تماما. على سبيل المثال، أظهر كاري وآخرون أن ردود فعل البسيطة للجليد البحري وطاقة الاتزان السطحية تنتج تفاعلات معقدة تؤثر على ذوبان البرك، وسماكة الجليد والغطاء الثلجي وحجم الجليد البحري .