永久凍土
永久凍土は、氷河や氷床を形成するような大量の降雪が無ければ、年平均気温が氷点下より低いあらゆる気候、典型的にはツンドラ気候で形成され、その規模は気候に応じて変化する。しかし、季節ごとの地面の温度変化が気温の変化より平均的に小さくなれば（上層が融けて）その深度は深くなる。もし年平均気温が0℃に近い温度まで上昇すると凍土は部分的に融解し、点在して分布するようになる。これを<b data-parsoid='{"dsr":[1807,1820,3,3]}'>不連続永久凍土</b>という。一般に、永久凍土は年平均気温が－5℃から0℃の間の気候下条件で不連続になる。年平均気温－5℃以下では凍土の融解はおこらず<b data-parsoid='{"dsr":[1884,1896,3,3]}'>連続永久凍土</b>地帯が形成される。氷期に例外的に「非氷河地域」だったシベリアやアラスカは（冬は）現在より11℃寒冷であり、現在の凍土の深さは当時の気候状態を保存している。
雪氷圏
積雪、特に世界の山岳地帯における季節性の雪層は、水収支において極めて重要な貯蔵構成要素である。広さは限られているが、地球の山岳地帯における季節性の雪層は、中緯度地域の広い範囲において、河川流や地下水の再供給のための表面流去水としての主要な資源となっている。例えば、コロラド川流域からの1年間の流水量の85%以上は雪解け水である。地球上の山々からの雪解け水の表面流出は河川を水で満たし、10億人以上の人が水資源として依存している帯水層に水を供給する。また、世界の保護地域の40%以上は山脈にあり、これらの地域は保護を必要とする独特な生態系として、また人間のレクリエーション地域として、その価値を証明している。気候の温暖化は降雪と降雨の境界や雪解けの時期に大きな変化をもたらすと考えられており、そうした変化は水の利用と管理に関して重要な意義をもつことになるだろう。これらの変化はまた、土壌水分の時間的空間的な変化や海洋への表面流出を通じて、10年あるいはそれ以上の長い期間で気候システムにフィードバックするという潜在的に重要なことに関与する(ウォルシュ 1995)。積雪から海洋環境に流れ込む淡水の流量は、海氷のうちのうね状や岩塊状の脱塩された部分とおそらく同規模であり、重要かもしれない。またこれに加えて、冬に北極海の海氷上に雪に混じって積もり、海氷の消耗(ablation)により海洋に流出する沈着汚染物質とも関連性がある。