关于冰洞的形成有多种说法，但都不可在已知的条件下用已知的物理定律人为模拟其形成过程。我尝试从常见的自然现象出发，做符合用现有的物理定律的推断，逐步接近自然的事实。
一、冰洞形成的物理过程
我国高纬度地区，独立住宅很多采用自烧锅炉取暖（如图）。这里存在一种“反常”现象。锅炉房尽管锅炉和管道都很热，但锅炉房温度却不高，而且锅炉烧的越旺，锅炉房温度越低，尤其是地面温度。这是因为，锅炉燃烧使烟囱里的热空气温度上升，密度减少，锅炉进风口与烟囱顶部内外产生压力差，发生对流，外界冷空气大量进入锅炉房引起的，由于冷空气密度较大，越贴近地面的地方温度就越低。
北方自烧锅炉取暖
如果我们对锅炉房做全面保温，减少锅炉及管道对锅炉房的散热，阻断锅炉房向外散热，锅炉房的进风口如图所示。
保温后的锅炉房
这时，锅炉燃烧的越旺，进风口进来的冷空气就越多，锅炉房的温度会很快下降，接近外界温度，如果这时进风口附近有约10℃水（接近地下水温）存在，冷空气将带着水面上的水汽进入锅炉房，水汽将在锅炉房内凝结，将锅炉房变成“冰屋”。
其实，这一现象也比较常见——冬天乘火车，如果窗户关闭不严，进风口附近会有冰出现。只是，车内空间足够大，又有取暖设施，这一现象不能进一步扩大而已。
对于有上下两个出口的洞穴的山体来说（如图），山体就成为一个大的热源，当外界温度低于内部温度时，外界的冷空气就从处于较低位置的B口进入，从较高位置的A口流出，形成一个循环，完成洞内洞外能量的交换，内外温差越大，风速也越大，能量交换也越多，洞内温度下降的越快。
如果B口附近有地下径流流过，冷空气将携带着水汽上升，逐渐达到饱和状态，在洞壁凝结成水。随着洞内温度进一步降低，达到冰点后，洞壁上的水开始凝固成冰，上升气流所带的水汽开始在洞壁凝华，形成“冰洞”。
由于冷空气是由下口进入，冰也由下到上逐渐形成，温度梯度也是由下到上逐渐升高。由于空气流动受流道大小的影响，随着洞内冰层的加厚，将减少冷空气的进入量，冷空气的降温作用与山体和地下径流升温作用达到平衡，“冰洞”就不再发展。
冰洞内部温度相对稳定，外部昼夜温度变化大。当洞内温度介于昼夜温度之间时，将出现昼夜空气循环发生逆转的现象。白天相对暖和的空气从上口进入，上部冰开始融化；晚上相对较冷的空气从下部进入，水又开始凝结成冰。从而形成形态各异的冰的奇观。
当外界平均温度继续升高，昼夜都大于内部平均温度时。空气将持续从上口流入。冰洞开始从上部融化，逐渐向下转移。如果冰洞足够大，在下一凝结过程前冰不能全部融化，就形成永久冰洞，并逐年加厚。相反，如果在下一凝结过程前完全融化，冰洞只能逐年重复相同凝结消融的循环。
二、夏季冰洞
冰洞内部消融过程，洞内冷空气从下口流出，使出口空气达到饱和凝结成水，随着外界温度的上升，内外温差增大，下口流出的冷空气增大，出口达到成冰条件，形成“夏日冰洞”。
冬天向冰洞输送冷空气的冰洞下口（B口），并不必然是夏天洞内冷空气的仅有出口。如图：冰洞内下行冷空气可能通过其他通道流向位置更低的C口或D口，在C、D处形成“夏日冰洞”。
对于夏季完全消融的冰洞来说，“夏日冰洞”在上部冰洞完全融化后消失。但对于C处的出口来说，夏季上部冷空气下行从C口流出形成“夏日冰洞”，冬季CD间空气压差形成一个小循环，C口流出低于大地温度的“暖流”。
三、冰洞类型
宁武“万年冰洞”属于AB间山体内部由冬季冷空气流入形成的冰洞，是“夏日冰洞”的冷气源。A处为现在“万年冰洞”的入口处。
现在发现的其他冰洞都属于“夏日冰洞”。河南林州“冰冰背”，承德“八卦井”为位于图C处的冬季“暖和”的“夏日冰洞”。山西乡宁冰洞属于夏季上部冰洞完全融化的“夏季冰洞”。
四、冰洞形成的条件
冰洞AB口必须具备足够的距离，且AB间必须封闭良好。（A、B并不一定代表单一出入口）
冰洞处于山体陡峭的地方。这由冬季冷空气进入通道不能太长决定。但山体的其他部分相对较高（相对于B口），且没大的沟壑，满足冬天存在地下径流的条件。
0℃以下天气足够长。
流过冰洞底部的地下径流不能过大。
附各冰洞等高线图：
五、冰洞（山体洞穴）伴随的相关现象
冰洞成长过程中，由于内部温度大于外部温度，湿度达到饱和，在气流流出A口后，遇冷空气凝结。在相对湿度较低的冬季，会最先出现冰冻现象。
对山体温度异常偏高的洞穴来说，这样的循环剧烈而持久，山体内上升气流携带着地下水汽流出A口时，遇冷空气凝结（水或冰）。是一个自下向上输送水的过程。
外界平均温度大于内部温度，气流从A口流入，由于海拔高度或山的阴面(或山坳)积雪的影响（山坳出现绿树与冰雪共存的现象较为常见），初期进入A口的空气温度依然较低，对洞穴内的冰还是以保护为主，因冷气下压，冰洞不再发展。
山坳里的冰雪与游人、绿树的反差
“夏日冰洞”由下行冷空气提供制冷源，成冰所需的水则来自洞口地下水或空气凝结。对于洞口没有地下水的“夏日冰洞”，冰仅存在于外界空气能够流到的地方。
附 各处冰洞等高线地形图：
http://weibo.com/p/1001603711183176738648
邮箱：qylnihao@163.com
一、冰洞形成的物理过程
我国高纬度地区，独立住宅很多采用自烧锅炉取暖（如图）。这里存在一种“反常”现象。锅炉房尽管锅炉和管道都很热，但锅炉房温度却不高，而且锅炉烧的越旺，锅炉房温度越低，尤其是地面温度。这是因为，锅炉燃烧使烟囱里的热空气温度上升，密度减少，锅炉进风口与烟囱顶部内外产生压力差，发生对流，外界冷空气大量进入锅炉房引起的，由于冷空气密度较大，越贴近地面的地方温度就越低。
北方自烧锅炉取暖
如果我们对锅炉房做全面保温，减少锅炉及管道对锅炉房的散热，阻断锅炉房向外散热，锅炉房的进风口如图所示。
保温后的锅炉房
这时，锅炉燃烧的越旺，进风口进来的冷空气就越多，锅炉房的温度会很快下降，接近外界温度，如果这时进风口附近有约10℃水（接近地下水温）存在，冷空气将带着水面上的水汽进入锅炉房，水汽将在锅炉房内凝结，将锅炉房变成“冰屋”。
其实，这一现象也比较常见——冬天乘火车，如果窗户关闭不严，进风口附近会有冰出现。只是，车内空间足够大，又有取暖设施，这一现象不能进一步扩大而已。
对于有上下两个出口的洞穴的山体来说（如图），山体就成为一个大的热源，当外界温度低于内部温度时，外界的冷空气就从处于较低位置的B口进入，从较高位置的A口流出，形成一个循环，完成洞内洞外能量的交换，内外温差越大，风速也越大，能量交换也越多，洞内温度下降的越快。
如果B口附近有地下径流流过，冷空气将携带着水汽上升，逐渐达到饱和状态，在洞壁凝结成水。随着洞内温度进一步降低，达到冰点后，洞壁上的水开始凝固成冰，上升气流所带的水汽开始在洞壁凝华，形成“冰洞”。
由于冷空气是由下口进入，冰也由下到上逐渐形成，温度梯度也是由下到上逐渐升高。由于空气流动受流道大小的影响，随着洞内冰层的加厚，将减少冷空气的进入量，冷空气的降温作用与山体和地下径流升温作用达到平衡，“冰洞”就不再发展。
冰洞内部温度相对稳定，外部昼夜温度变化大。当洞内温度介于昼夜温度之间时，将出现昼夜空气循环发生逆转的现象。白天相对暖和的空气从上口进入，上部冰开始融化；晚上相对较冷的空气从下部进入，水又开始凝结成冰。从而形成形态各异的冰的奇观。
当外界平均温度继续升高，昼夜都大于内部平均温度时。空气将持续从上口流入。冰洞开始从上部融化，逐渐向下转移。如果冰洞足够大，在下一凝结过程前冰不能全部融化，就形成永久冰洞，并逐年加厚。相反，如果在下一凝结过程前完全融化，冰洞只能逐年重复相同凝结消融的循环。
二、夏季冰洞
冰洞内部消融过程，洞内冷空气从下口流出，使出口空气达到饱和凝结成水，随着外界温度的上升，内外温差增大，下口流出的冷空气增大，出口达到成冰条件，形成“夏日冰洞”。
冬天向冰洞输送冷空气的冰洞下口（B口），并不必然是夏天洞内冷空气的仅有出口。如图：冰洞内下行冷空气可能通过其他通道流向位置更低的C口或D口，在C、D处形成“夏日冰洞”。
对于夏季完全消融的冰洞来说，“夏日冰洞”在上部冰洞完全融化后消失。但对于C处的出口来说，夏季上部冷空气下行从C口流出形成“夏日冰洞”，冬季CD间空气压差形成一个小循环，C口流出低于大地温度的“暖流”。
三、冰洞类型
宁武“万年冰洞”属于AB间山体内部由冬季冷空气流入形成的冰洞，是“夏日冰洞”的冷气源。A处为现在“万年冰洞”的入口处。
现在发现的其他冰洞都属于“夏日冰洞”。河南林州“冰冰背”，承德“八卦井”为位于图C处的冬季“暖和”的“夏日冰洞”。山西乡宁冰洞属于夏季上部冰洞完全融化的“夏季冰洞”。
四、冰洞形成的条件
冰洞AB口必须具备足够的距离，且AB间必须封闭良好。（A、B并不一定代表单一出入口）
冰洞处于山体陡峭的地方。这由冬季冷空气进入通道不能太长决定。但山体的其他部分相对较高（相对于B口），且没大的沟壑，满足冬天存在地下径流的条件。
0℃以下天气足够长。
流过冰洞底部的地下径流不能过大。
附各冰洞等高线图：
五、冰洞（山体洞穴）伴随的相关现象
冰洞成长过程中，由于内部温度大于外部温度，湿度达到饱和，在气流流出A口后，遇冷空气凝结。在相对湿度较低的冬季，会最先出现冰冻现象。
对山体温度异常偏高的洞穴来说，这样的循环剧烈而持久，山体内上升气流携带着地下水汽流出A口时，遇冷空气凝结（水或冰）。是一个自下向上输送水的过程。
外界平均温度大于内部温度，气流从A口流入，由于海拔高度或山的阴面(或山坳)积雪的影响（山坳出现绿树与冰雪共存的现象较为常见），初期进入A口的空气温度依然较低，对洞穴内的冰还是以保护为主，因冷气下压，冰洞不再发展。
山坳里的冰雪与游人、绿树的反差
“夏日冰洞”由下行冷空气提供制冷源，成冰所需的水则来自洞口地下水或空气凝结。对于洞口没有地下水的“夏日冰洞”，冰仅存在于外界空气能够流到的地方。
附 各处冰洞等高线地形图：
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邮箱：qylnihao@163.com
湖北五峰冰穴位置
