本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点。
4月9日：现在我们已经到达，工作开始了。我们花了一天的时间检查雪况，组装并测试了我们的地面激光雷达，并处理了一些遗留的后勤问题（比如确保在飞机到达之前，十桶航空燃料能运到）。
检查雪况是我最喜欢的活动，作为探险队的负责人，我被分配了这项任务。我已经做了 30 年的雪坑考察。雪坑是指你在雪中挖的一个洞（如果你接受过我导师的训练，这个洞必须整齐，墙壁非常垂直，并且有直角），你可以观察雪层（图 1）。
这些雪层是冬季事件的层理记录——风事件、降雪和融化。如果你知道该看什么，冬天的整个故事都在那里，但这需要训练有素的眼睛。雪坑里的雪层是白色的……线索是细致而微妙的……不像土壤坑或地质岩层那样有明亮的颜色对比。尽管如此，经过实践，任何人都可以学会观察这些雪层，并了解它们是如何形成的。
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为了帮助解释雪坑，我们使用各种技巧来描绘和突出雪层。例如，使用刷子，我们拂拭坑面（图 1）。
这会扫除较弱雪层的物质，使较硬的风成雪板更加突出。另一种方法是反向切割雪坑，让阳光穿过雪层，这本质上与我们在光桌上看雪层剖面效果相同（图 2）。刷拭和光照都倾向于突出雪层之间颗粒的差异，而这些差异是由于雪变质的差异造成的。令人惊讶的是，雪层纹理的形成很少是因为初始降雪的性质。第三种更新的方法来揭示雪层，是使用近红外相机拍摄坑面，这种相机对由于颗粒大小差异引起的光反射变化非常敏感。不幸的是，这种方法需要后期处理，因此没有其他方法的即时性。
自然界中有几十种类型的雪层（不要与雪花混淆，雪花也有很多种）：新雪层、最近的雪层、细粒雪层、融化簇、冰层、霰。还有霜晶：地表霜晶和深层霜晶。事实证明，后两者在北极都很常见，稍后我会解释原因，但首先要声明：这种类型的霜晶与另一种类型截然不同，后者更常见于黑帮电影等中。
“霜晶”（hoar）这个词与“灰白”（hoary）这个词有关，意思是灰色、古老和受人尊敬的。显然，霜晶羽毛和老人胡须之间的相似性导致了该词在冰雪科学中的使用。霜晶羽毛是华丽的，虽然通常是扁平或蕨类状的，是在寒冷静止时期在表面上凝结的霜晶（图 3）。
地表霜晶与霜晶羽毛相似，但它在寒冷、晴朗的夜晚形成于雪盖表面。深层霜晶同样华丽，但更具立体感（图 4），它在整个冬季形成于雪盖底部（因此称为“深层”）。
北极雪盖中深层霜晶的比例如此之高，并且经常形成地表霜晶的原因很简单，因为它很冷。在冬天，这是一个寒冷的地方并不奇怪，即使春天来临（就像现在一样），夜晚仍然可能非常寒冷。冷空气会产生温度梯度。雪表面可能为 -30°C，而雪底为 -10°C。
热量从暖处移动到冷处，水分也遵循相同的梯度，因此水分以水分子形式不断向上移动，从雪下相对温暖的地面通过多孔的雪盖，在晶体的下侧凝结，导致它们生长（并具有锋利的边缘），并从晶粒顶部升华，使顶部变圆。就地表霜晶而言，在寒冷、晴朗的夜晚，雪表面会因长波辐射而冷却，并很快成为周围最冷的表面。
任何从下方向上迁移或从上方向下迁移的水分都会凝结成地表霜晶。这三种类型的晶体都很华丽，具有锋利的边缘和轮廓分明的面，因为它们在非常潮湿的环境中生长。生长所需的水分供应不是限制因素：相反，晶体的动力学控制着生长（另一个博客的好话题）。最终的结果是所有三种情况下的美丽晶体。
这些是霜晶……地表霜晶、深层霜晶、霜。虽然它们可以在许多下雪的地方找到，但它们可以在北极地区找到最佳状态。
北极地区另一种常见的雪层是风成雪板，它也可能非常惊人。在最近一篇客座博客文章中，我写了关于暴风雪以及风是如何移动雪的。吹雪的沉积结果是沙丘、风成雪板、雪丘和新月形沙丘。
许多人看到过新月形沙丘，但没有意识到它是什么：一个移动的雪或沙丘，其角或翼指向顺风方向。今年冬天，当我从阿拉斯加西部飞回来时，我看到一片新月形沙丘（图 5）从山上移动到一条小溪中。
每个新月形沙丘大约长 10 米。我提到这些是因为今天，当我们在气象塔卸下网络摄像头时，我们发现我们很幸运地捕捉到了新月形沙丘穿过视野的画面（图 6 电影片段）。
新月形沙丘似乎在雪和风暴结合的早期形成，当时雪很容易被输送。之后，新月形沙丘的雪会烧结（结合）并稳定下来。然后，如果风力增大，就会形成雪丘，一种美丽的雕刻侵蚀形式的雪（图 7）。
在雪坑中，雪丘和新月形沙丘都不容易识别。雪坑中最常见的是风成雪板……坚硬、结合良好的雪层……有时结合得非常好，以至于只能用尖头的钢铲挖开（图 8）。
并非只有我们这些在北极地区思考风成雪板。像这种麝牛（图 9）和驯鹿这样的大型动物必须穿过这些坚硬的雪板才能找到食物。
坚硬的风成雪板会使这项工作过于繁重，因此它们非常擅长找到雪板薄或不存在的地方……甚至比北极的冰雪科学家更擅长。但是明天将更多地讨论这个过程（称为撞击坑）。