สภาพภูมิอากาศใต้หิมะ (จากภาษาละตินที่แปลว่า "ใต้" ( sub- )และ "ของหิมะ" ( niveus ) และภาษาอังกฤษ -an.) ^{[ 1 ]}คือสภาพแวดล้อมระหว่างหิมะที่ตกลงมากับพื้นดิน นี่คือสภาพแวดล้อมของ สัตว์ จำศีล หลายชนิด เนื่องจากให้ฉนวนกันความร้อนและป้องกันจากผู้ล่า สภาพภูมิอากาศใต้หิมะเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงของหิมะ 3 ประเภท ได้แก่ การเปลี่ยนแปลงแบบทำลายล้าง ซึ่งเริ่มต้นเมื่อหิมะตก การเปลี่ยนแปลงแบบสร้างสรรค์ การเคลื่อนที่ของไอน้ำไปยังพื้นผิวของกองหิมะ และการเปลี่ยนแปลง แบบละลาย การละลาย / การระเหิดของหิมะเป็นไอน้ำและการแข็งตัวใหม่ในกองหิมะ การเปลี่ยนแปลงทั้งสามประเภทนี้เปลี่ยน เกล็ด หิมะ แต่ละเกล็ด ให้กลายเป็นผลึกน้ำแข็งและสร้างช่องว่างใต้หิมะที่สัตว์ขนาดเล็กสามารถเคลื่อนที่ได้

สัตว์ที่อาศัยอยู่ใต้หิมะได้แก่ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดเล็ก เช่นหนู หนูนาหนูชรูว์และเลมมิงซึ่งต้องอาศัยหิมะปกคลุมในฤดูหนาวเพื่อความอยู่รอด สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเหล่านี้เคลื่อนที่อยู่ใต้หิมะเพื่อป้องกันการสูญเสียความร้อนและจากผู้ล่าบางชนิด ในภูมิภาคที่ไม่มี ชั้นดิน เยือกแข็งถาวร อุณหภูมิใต้หิมะจะคงที่อยู่ที่ประมาณ 32 องศาฟาเรนไฮต์ (0 องศาเซลเซียส) โดยไม่คำนึงถึงอุณหภูมิเหนือชั้นหิมะ เมื่อหิมะมีความหนาถึงหกนิ้ว (15 เซนติเมตร) หรือมากกว่านั้น อุโมงค์คดเคี้ยวที่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดเล็กเหล่านี้ทิ้งไว้สามารถมองเห็นได้จากด้านบนเมื่อหิมะละลายเหลือเพียงประมาณหนึ่งนิ้วสุดท้าย

สัตว์นักล่าในฤดูหนาวบางชนิด เช่นสุนัขจิ้งจอกและนกฮูก ขนาดใหญ่ สามารถได้ยินเสียงเหยื่อผ่านหิมะและกระโจนเข้าใส่จากด้านบนได้เออร์มิน (พังพอน) สามารถเข้าไปล่าเหยื่อใต้ชั้นหิมะได้รถสโนว์โมบิลและรถเอทีวีอาจทำให้ช่องว่างใต้ชั้นหิมะยุบตัวลงได้ ส่วนสกีและรองเท้าหิมะมีโอกาสน้อยที่จะทำให้ช่องว่างใต้ชั้นหิมะยุบตัวลงหากชั้นหิมะมีความหนาเพียงพอ

สัตว์ขนาดใหญ่ก็ใช้พื้นที่ใต้หิมะเช่นกัน ในแถบอาร์กติกแมวน้ำลายจุดมีพื้นที่ปิดทึบอยู่ใต้หิมะและเหนือช่องเปิดในน้ำแข็ง นอกจากจะใช้เป็นที่พักผ่อนและนอนหลับแล้ว แมวน้ำตัวเมียยังคลอดลูกบนน้ำแข็งด้วย หมีขั้วโลกตัวเมียก็สร้างถ้ำหิมะเพื่อคลอดลูกเช่นกัน ทั้งสองประเภทของที่อยู่อาศัยนี้ได้รับการปกป้องจากอุณหภูมิภายนอก การก่อตัวของพื้นที่ขนาดใหญ่เหล่านี้เกิดจากกิจกรรมของสัตว์ ไม่ใช่ความร้อนจากพื้นดิน

การเปลี่ยนแปลงแบบทำลายล้างเริ่มต้นขึ้นเมื่อหิมะเคลื่อนตัวลงสู่พื้นดิน มักจะละลาย แข็งตัวใหม่ และตกตะกอน โมเลกุลของน้ำจะเรียงตัวใหม่ ทำให้เกล็ดหิมะมีลักษณะเป็นทรงกลมมากขึ้น^{[ 2 ]}เกล็ดหิมะที่ละลายเหล่านี้จะรวมตัวกับเกล็ดหิมะอื่นๆ รอบๆ ทำให้มีขนาดใหญ่ขึ้นจนกระทั่งมีขนาดเท่ากันทั้งหมด ในขณะที่หิมะอยู่บนพื้นดิน การละลายและการรวมตัวของเกล็ดหิมะจะลดความสูงของชั้นหิมะลงโดยการลดช่องว่างอากาศ ทำให้ความหนาแน่นและความแข็งแรงเชิงกลของชั้นหิมะเพิ่มขึ้น หิมะที่เพิ่งตกใหม่มีความหนาแน่น 0.1 กรัม/ซม^³มีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดีมาก อย่างไรก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไป เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงแบบทำลายล้าง คุณสมบัติเป็นฉนวนของชั้นหิมะจะลดลง เนื่องจากช่องว่างอากาศระหว่างเกล็ดหิมะหายไป หิมะที่อยู่บนพื้นดินเป็นเวลานานมีความหนาแน่นเฉลี่ย 0.40 กรัม/ซม^³และนำความร้อนได้ดี อย่างไรก็ตาม เมื่อหิมะสะสมจนมีความหนา 50 ซม. และมีความหนาแน่นประมาณ 0.3 กรัม/ซม^³อุณหภูมิใต้หิมะจะคงที่ค่อนข้างคงที่ เนื่องจากความลึกของหิมะที่มากขึ้นจะชดเชยความหนาแน่นของหิมะ การเปลี่ยนแปลงแบบทำลายล้างเป็นฟังก์ชันของเวลา สถานที่ และสภาพอากาศ มันเกิดขึ้นในอัตราที่เร็วขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น มีน้ำอยู่ ภายใต้ความแตกต่างของอุณหภูมิที่มากขึ้น (เช่น วันที่อบอุ่นตามด้วยคืนที่หนาวเย็น) ที่ระดับความสูงต่ำ และบนเนินลาดที่ได้รับรังสีจากดวงอาทิตย์ ในปริมาณมาก เมื่อเวลาผ่านไป หิมะจะยุบตัวลง ทำให้ช่องว่างอากาศถูกอัดแน่น ซึ่งเป็นกระบวนการที่เร่งขึ้นโดยแรงอัดของลม^{[ 3 ]}

การอัดแน่นของหิมะจะลดการทะลุทะลวงของรังสีคลื่นยาวและคลื่นสั้นโดยการสะท้อนรังสีออกจากหิมะมากขึ้น ข้อจำกัดในการส่งผ่านแสงผ่านชั้นหิมะนี้ทำให้ปริมาณแสงที่ส่องลงไปใต้หิมะลดลง มีเพียง 3% ของแสงเท่านั้นที่สามารถทะลุผ่านหิมะได้ลึกถึง 20 ซม. เมื่อความหนาแน่นอยู่ที่ 0.21 กรัม/ซม^³ที่ความลึก 40 ซม. แสงน้อยกว่า 0.2% เท่านั้นที่ส่งผ่านจากผิวหิมะไปยังพื้นดินด้านล่าง การลดลงของการส่งผ่านแสงนี้เกิดขึ้นจนถึงจุดที่การอัดแน่นถึงระดับวิกฤต ซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากพื้นที่ผิวของผลึกน้ำแข็งลดลง ทำให้เกิดการหักเหและการกระเจิงของแสงน้อยลง เมื่อความหนาแน่นถึง 0.5 กรัม/ซม^³พื้นที่ผิวทั้งหมดจะลดลง ซึ่งจะลดการหักเหภายในและทำให้แสงสามารถทะลุผ่านชั้นหิมะได้ลึกขึ้น^{[ 3 ]}

การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเกิดจากการเคลื่อนที่ขึ้นของไอน้ำภายในชั้นหิมะ อุณหภูมิที่อุ่นกว่าจะพบได้ใกล้พื้นดินเนื่องจากได้รับความร้อนจากแกนโลก หิมะมีค่าการนำความร้อน ต่ำ ดังนั้นความร้อนนี้จึงถูกกักเก็บไว้ ทำให้เกิดการไล่ระดับอุณหภูมิระหว่างอากาศใต้ชั้นหิมะกับอากาศด้านบน อากาศที่อุ่นกว่าจะกักเก็บไอน้ำได้มากกว่า ผ่านกระบวนการระเหิด ไอน้ำที่เกิดขึ้นใหม่จะเคลื่อนที่ในแนวดิ่งโดยการแพร่กระจายจากความเข้มข้นที่สูงกว่า (ใกล้พื้นดิน) ไปยังความเข้มข้นที่ต่ำกว่า (ใกล้พื้นผิวชั้นหิมะ) โดยเคลื่อนที่ผ่านช่องว่างอากาศระหว่างผลึกน้ำแข็ง^{[ 4 ]}เมื่อไอน้ำไปถึงด้านบนของชั้นหิมะ มันจะสัมผัสกับอากาศที่เย็นกว่ามาก ทำให้เกิดการควบแน่นและแข็งตัวอีกครั้ง ก่อตัวเป็นผลึกน้ำแข็งที่ด้านบนของชั้นหิมะ ซึ่งสามารถมองเห็นได้เป็นชั้นเปลือกแข็งบนหิมะ

การเปลี่ยนแปลงสภาพของหิมะจากการละลาย เรียกว่า การเปลี่ยนแปลงสภาพจากละลาย การละลายสามารถเกิดขึ้นได้จากอุณหภูมิแวดล้อม ที่สูงขึ้น ฝน และหมอก เมื่อหิมะละลาย น้ำจะเกิดขึ้น และแรงโน้มถ่วงจะดึงโมเลกุลเหล่านี้ลงมาด้านล่าง ระหว่างทางลงสู่พื้นดิน โมเลกุลเหล่านี้จะแข็งตัวอีกครั้ง ทำให้ชั้นกลางของหิมะหนาขึ้น ในระหว่างกระบวนการแข็งตัวอีกครั้งนี้ พลังงานจะถูกปล่อยออกมาในรูปของความร้อนแฝง เมื่อน้ำจากพื้นผิวลงมามากขึ้น ก็จะสร้างความร้อนมากขึ้นและทำให้ชั้นหิมะทั้งหมดมีอุณหภูมิใกล้เคียงกัน การเกิดชั้นหิมะแข็ง ( Firnification ) ทำให้ชั้นหิมะแข็งแรงขึ้น เนื่องจากการยึดเกาะของเม็ดหิมะ หิมะรอบต้นไม้และใต้ร่มไม้จะละลายเร็วกว่าเนื่องจากการแผ่รังสีคลื่นยาว เมื่อหิมะมีอายุมากขึ้น อนุภาคของสิ่งเจือปน (เช่น ใบสน ดิน และใบไม้) จะสะสมอยู่ภายในหิมะ วัตถุที่มืดเหล่านี้จะดูดซับรังสีคลื่นสั้นมากขึ้น ทำให้มีอุณหภูมิสูงขึ้น และสะท้อนรังสีคลื่นยาวมากขึ้นด้วย