ここでは、雪氷の中でも最も特徴的時間スケールの長い、「氷床(ice sheet)」の 存在の条件と役割について考える。氷床は、陸上にある年を越す氷で、 かん[涵]養域から消耗域への(4節の説明参照) 流動が起きているという特徴をもつ「氷河」のうち、大陸規模に、細かい地形に 関係なく広がっているものを言い、山地にかん養域をもち谷に延びる山岳氷河 (谷氷河)と区別されるものである。現在、地球上には、南極大陸とグリーンランド に氷床が存在する。
地質時代の氷床の歴史をたどることは、気候の歴史をたどることでもある。 これまでにどのような証拠からどのような古気候像が復元されているかについては、 Crowley and North (1991), Crowley(1983)や Lloyd(1984)の総合報告を参照して いただくことにし、ここでは次のように簡単にまとめておこう。
氷床のあった時代となかった時代の違いを作った原因は何か、また、氷床がある のとないのとでは気候変動のしかたがどう変わってくるか、というような問題を 考えるためには、雪氷・海洋・大気の相互作用を考える必要がある。これまで、 大気、海洋、雪氷の個々のプロセスは、気象学者、海洋学者、雪氷学者らにより 研究されてきた。しかし、これらの結合した気候「系」(システム)としての認識も 必要である( U. S. Committee for GARP, 1975)。 気候系は、特徴的な時間スケールが大きく異なる部分系(大気:数十日、海洋表層: 数年、海洋深層:数千年、氷床:数万年)からなっていることに注意する必要がある。
第1近似的には、氷床の存在した時代は、全球的に寒い時代と考えられる。しかし、 寒いならば必ず氷床が存在するとは言い切れない。氷床が存在するためには、 降雪とその蓄積、その受け皿としての大陸が必要である。また、氷床の存在は 寒い気候という外的要因に対する受身の現象であるとは限らず、むしろ、氷床 自体が、寒い(地上気温が低い)ことの一つの原因となっている。氷が白く日射を 多く反射することや、氷床の高度のため地上気温が低くなることによる。すなわち、 氷床の自己維持の可能性がある。氷床を含む気候システムのふるまいには、あとで 述べるように多くのフィードバックがからみあっており、解明の努力はまだ初期の 段階にあると言えよう。