is (vatn i fast form)

Frysepunktet er avhengig av saltinnhaldet i vatnet. For sjøvatn med 35 promille salt er frysepunktet −1,92 °C.

Avkjøling av vatnet i ein innsjø skjer frå overflata. Ferskvatn er tyngst (om lag eitt gram per kubikkcentimeter) ved 4 °C, og etter kvart som det blir kaldare utover hausten, blir vatnet i overflata kaldare og tyngre, og det søkk og gir sirkulasjon inntil heile vassmassen har fått ein temperatur på 4 °C. Dersom vatnet i overflata blir avkjølt vidare, minkar massetettleiken, og vatnet held seg øvst til det frys. Is utvidar seg og krympar avhengig av temperaturen, på same måte som andre faste stoff. Derfor kan ein, på ekstra kalde vinterdagar før det har kome snø på isen, høyre høge smell i isen. Dette kjem av at den krympande isen sprekk opp fordi han heng fast i strandsona.

Når reint vatn frys, blir det danna såkalla stålis, men ofte blir det danna is av ei blanding av snø og is, sørpe-is. Stålisen har best bereevne. Når isen er fem centimeter tjukk, kan han bere ein person på 100 kg, men bereevna aukar raskt: 20 centimeter tjukk is kan bere eit køyretøy på 2 tonn, og 50 centimeter tjukk is kan bere opptil 12 tonn.

50 cm stålis veg 450 kg/m³ og har ei oppdrift på 500 kg/m². Dersom det blir akkumulert meir enn 50 mm nedbør i form av snø på isen, blir denne pressa ned i vatnet slik at det kjem overvatn oppå isen.

Is har låg friksjonskoeffisient når eit objekt som kjem i kontakt med isen, pressar mot isoverflata og dannar eit tynt lag vatn som gjer at objektet glir lett på isoverflata. Eggen på ei skeise som glir over ei isflate, er eit velkjent døme på dette.

Is kan dannast på fleire måtar i rennande vatn i kaldt klima. I stilleflytande elvar, eller kulpar og bakevjer, blir is gjerne danna på tilsvarande måte som på innsjøar. I bratte elvar, eller på strykstrekningar, gjer raske vasshastigheiter og omrøring av vatnet at sjølv ikkje underkjølt vatn (under 0 °C) fører til isdekke. Hurtig nedkjøling av elvevatn kan underkjøle vatnet når kald luft blandar seg inn i elvevatnet, typisk på vinternetter med klarvêr (stor utstråling). Under slike forhold kan det byggje seg opp område med botnis når det underkjølte vatnet med fleire minusgradar treffer botnsubstratet. Botnisen kan deretter vekse raskt og breie seg ut over lengre elvestrekningar, og til og med danne isdammar.

Isdanning på elvar kan ha spesielt mykje å seie for artar som er knytte til vassdraget. Elveis blir derfor rekna som ein viktig abiotisk faktor innan hydrobiologi.

Det er godt dokumentert at slike, ofte kortvarige habitat-endringar har stor økologisk betydning, både for artane i elva og naturtypane på elvebreddene i vassdrag.

Tre, buskar og substrat som frys fast i isen på elvebreddene, kan så bli frakta over lengre strekningar når isen bryt opp under vinterflaumar, eller i samband med isgangen om våren. Evolusjonsmessige tilpassingar i åtferdsmønsteret har vist at ung laksefisk (yngel/parr av laks og sjøaure) i stor grad er nattaktive i vinterhalvåret. Dette er truleg for å unngå innfrysing dersom fisken oppheld seg innimellom stein eller elvegrus når det blir danna episodisk botnis. Isdekke på elvar blir òg rekna som viktig vern for fisk mot predatorar, og såleis kan klimaendringane medføre endringar av predasjonstrykket på fiskebestandar.

Is på havet kan vere i form av drivis som flyt, fast is som er frosen fast til strender eller grunnare parti, og dessutan isfjell frå kalvande brear eller isbremmar. Sjøis kan bli pressa saman av havstraumar og vind.

Saltvatn (med meir enn 24,7 promille salt) blir tyngre ved avkjøling heilt til det frys. Sjøvatnet vil derfor søkke til botnen etter kvart som det blir avkjølt, og det skulle teoretisk ikkje kunne bli is før heile havet var botnfrose. Det er to årsaker til at det likevel blir is. I stille, kaldt vêr er likevekta i havet ustabil, slik at noko tyngre vatn kan liggje øvst. Dersom dette får tid til å fryse, kan det etter kvart bli danna større isflak. Den andre årsaka til at sjøvatn frys, er at det øvst ofte er eit vasslag som har lågare saltinnhald, og som derfor kan fryse. Dette er tilfelle der det kjem mykje ferskvatn ut i havet, som i Austersjøen, mange norske fjordar og polbassenget (sjå Arktis).

Havis er bygd opp av vertikale krystallprisme. Havisen inneheld vekslande mengder salt i vatn som er inneslutta mellom prisma. Ved sterk frost frys også denne saltlaken og blir delvis pressa ut på overflata som salte istustar. Om våren smeltar isen til å byrje med, slik at dei vertikale krystallprisma blir ståande med luftfylte mellomrom over vassflata. Isen er då kvit. Tinar det meir, fell platene frå kvarandre, og den kvite fargen forsvinn.

I Polhavet driv isen omkring i fleire år. I løpet av eitt år blir isen omkring éin meter tjukk, og han frys sjeldan til større tjukn enn bortimot tre meter. Når flaka ofte er mykje tjukkare, kjem dette av at dei er skyvde saman og ligg lagvis.

Is kan krystallisere direkte av vassdampen i lufta og dannar då sekskanta plater eller stjerner: snø. Snø som blir liggjande over sommaren, blir kalla «firn» og vil etter gjenteken tining og frysing gradvis gå over til is. Denne isen ser kvit ut fordi han er full av luftbobler. Slik blir det danna breis, men i isbrear blir det meste av lufta etter kvart pressa ut, og isen vil sjå blåleg ut.

Is på land kan vere i form av alt frå store innlandsisar (i Antarktis og på Grønland), mindre iskapper og platåbrear (til dømes Hardangerjøkulen) til mindre dal-, utløps- og botnbrear.

Is som blir danna på elvar og i strøymande vatn, er vanlegvis mindre uniform og stabil enn is som blir danna i roleg eller stilleståande vatn. Under isløysinga om våren kan det oppstå isproppar langs elvar som kan gjere skade på infrastruktur.

I skodde og skyer er det ofte underkjølte vassdropar som frys til rim når dei støyter på faste lekamar, til dømes tre, kraftmaster/-leidningar, eller direkte på bakken. Flyvengjer kan òg vere utsette for slik nedising.

Hagl blir danna i skyer når underkjølte vassdropar frys i kontakt med ein kondensasjonskjerne, som støv eller vulkanske partiklar. Hagla veks når hagla beveger seg vertikalt inne i skyene. Nokre gonger kan hagl bli store som golfballar og gjere skade når dei treffer objekt på bakken.