Таковы результаты работ Нансена в области изучения характеристик водных масс Арктического бассейна. Другой круг вопросов, которым он занимался, связан с морским льдом. Во время дрейфа «Фрама» производились наблюдения за толщиной льда и изучалось изменение ее в течение года в связи с процессами замерзания и таяния. К этому времени уже сложились общие представления о закономерностях хода этих процессов. Они были основаны на исследованиях австрийского ученого Вайпрехта, одного из руководителей экспедиции на судне «Тегеттгоф», которое дрейфовало со льдами от северного острова Новой Земли до архипелага Земли Франца-Иосифа (тогда этот архипелаг и был обнаружен). За время дрейфа «Тегеттгофа» и зимовки у Земли Франца-Иосифа (1872-1874) были собраны данные по нарастанию толщины льда, обработка которых позволила Вайпрехту установить, что определяющим фактором в этом процессе является сумма средних суточных отрицательных температур за то время, пока происходило намерзание (сумма градусо-дней мороза). Нансен распространил эти выводы на центральную часть Ледовитого океана. Попутно следует заметить, что советские исследователи пошли еще дальше и дали расчетные формулы для вычисления толщины льда по заданному числу градусо-дней мороза. Наиболее мощной и распространенной сейчас является формула Зубова, по которой рассчитывается не только общая толщина льда, но и прирост льда за отдельные промежутки времени и наибольшая толщина, которая может быть достигнута льдом в течение многих лет (с учетом летнего стаивания).
Нансен обратил внимание на возможность образования так называемого «подледного льда», который образуется при замерзании талой воды, стекающей с поверхности льда через трещины и отверстия в нем под лед, где она и замерзает, так как температура воды в море. И на нижней поверхности льда отрицательна (из-за солености морской воды точка ее замерзания лежит ниже нуля). Теперь подтвердилась большая важность этого обстоятельства в процессе изменения толщины льда в течение года.