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
氷は季節的な冷却によって河川や湖にも形成される。形成される氷体の大きさはあまりにも小さいので、局所的な気候以上に影響を及ぼすことはない。ところが、かなり大きな年々の変化が氷の生成・消滅が起こる期間にみられるように、結氷・解氷する過程は大規模だがしかし局所的な気候要素に対して応答反応を示す。よって湖氷の長期間にわたる観察は気候の記録の代わりにすることができ、結氷・解氷の傾向の観察から、気候の摂動における便利で統一的な、そして季節特有の指標が得られるかもしれない。ただ、河川氷の状態に関する情報は気候を記録する代わりのものとしては湖氷よりあまり使えない。というのも、氷の形状は河川流の状態に大きく依存しているためである。この河川流の状態というのは、直接水路の流量を調節する、あるいは間接的ではあるが土地の使用により流れる水に影響を与えるような、人間の干渉だけではなく、降雨や雪解け、その河川流域を流れる水に影響される。