海平面上升是气候变化造成的最大威胁之一。在过去几十年里，格陵兰岛和南极冰盖的质量正在以越来越快的速度减少，它们是预测未来海平面1,2的最大不确定性来源。这些冰盖在未来几十年到几个世纪将发生多大变化，以及它们将如何影响地球的气候，基本上仍不得而知。现在有两项研究为这些问题提供了一些答案。Edwards等人重新估算了未来几个世纪南极冰盖对海平面上升的影响。Golledge等人研究了极地冰盖是如何影响气候系统的其他组成部分的，展示了冰盖在形成洋流方面的关键作用。
在第一项研究中，爱德华兹和他的同事通过研究一种被称为“海洋冰崖不稳定”的理论机制，确定了南极冰对海平面上升的未来贡献。该理论在2011年提出，并在2016年修正。其思路是，当冰川的一个漂浮的延伸部分崩塌时，在冰川末端露出一个高大的冰崖(图1)，这个冰崖太高，无法承受自身的重量，开始迅速崩塌，导致冰川进一步退缩和质量损失。
考虑到这一过程，一个数字模型预测，到2100年，在碳排放“一切如常”的情况下，仅南极洲一国就可能对海平面上升造成高达一米的影响。该模型假设，如果要减少碳排放，几乎不需要采取任何行动。相比之下，其他不包括这一过程的模型估计，南极洲的贡献可能不到40厘米。海洋冰崖不稳定性首次被用来调和南极冰盖流动模型与地球历史暖期海平面估计之间的关系。然而，这一机制受到了一些冰川学家的质疑，部分原因是它没有被直接观测到，因此很难建模。
Edwards等人使用复杂冰盖模型的仿真器来运行大型仿真系统，并探索模型参数的全谱。他们表明，对于许多参数集来说，海洋冰崖的不稳定性并不需要再现过去三个暖期(大约300万年前的上新世中期)、最近一次间冰期(大约13万- 11.5万年前)和1992-2017年期间南极冰的估计损失。他们还发现，如果没有这种机制，预计到2100年南极冰对海平面上升的贡献与之前7 - 10年工作的结果非常一致:在高排放情景下，超过30-40厘米的可能性为5%，在低排放情景下，超过10-20厘米的可能性为5%。
在第二项研究中，高利奇和他的同事分析了格陵兰岛和南极冰盖的变化对地球气候的影响。气候模型通常包括动态大气、海洋和海冰，但不考虑冰盖大小和体积的变化。由于冰原的演化时间比大气或海洋的演化时间长得多，因此在模拟覆盖几个世纪的气候系统时，假定它们的演化对气候系统的其他组成部分没有影响。因此，冰盖模拟是独立进行的——指定了大气和海洋的影响——因此忽略了冰盖对这些其他成分的影响。
Golledge等人通过在一个气候模型中加入融化的冰释放到海洋中的变化来研究这种方法的有效性。它们表明，冰盖淡水流量的增加对海洋环流产生的重要影响比预期的时间短得多。例如，在北半球，格陵兰冰盖释放的淡水数量的增加逐渐减缓了大西洋经向翻转环流的速度。在2050年到2100年间，这种减速导致海洋环流系统模拟强度下降了15%。
与此同时，在南半球，南极冰盖释放的淡水越来越多，将南大洋的温暖海水困在海平面以下。被困的海水加剧了浮冰架的融化，导致南极冰盖的冰损失更大。把冰盖和气候系统其他部分之间的这种相互作用包括在内，到2100年，预计的冰盖损失量将增加约50%，全球气温的变化幅度也会更大。这些结果表明，冰盖应该作为气候的一个组成部分进行研究和建模。
爱德华兹、高利奇和他们各自的同事的研究表明，极地冰盖未来将在地球气候中发挥关键作用，并强调有必要探索冰盖与其他气候成分之间的双向耦合。他们还强调了这些遥远的冰原模型的局限性。
例如，目前的数值模型具有粗略的空间分辨率，无法捕捉格陵兰峡湾所有的冰川出口。此外，这些模型不能准确地模拟南极洲接地线的迁移——在接地的冰盖和漂浮的冰架之间的转换。因此，模型依赖于简单的参数化来解释这些影响。还需要进一步的工作来继续改进数值模型，更好地理解冰盖将如何影响未来几十年和几百年的地球气候。
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