氷床の維持, 成長・後退を考える上で, 中でも最も重要なプロセスは, 前節までに 述べた、(A)大気と海洋による熱輸送と(B)水蒸気輸送と降雪過程に加えて, (C)雪氷表面における質量収支に関わるプロセス, (D)氷床の力学(運動と熱力学)過程 の4つである.このうち(C)(D)について、氷の総量および高さを主体にして、 氷の量がふえたらどのような連鎖がおこりうるかという観点からフィードバック ループを考えてみたのが 図20である. ただし、この図は暫定的にまとめた ものであって、重要なものが落ちているかもしれない。
まず雪氷質量収支に関わる具体的なフィードバックを挙げてみる. 雪氷圏共通の 雪氷アルベドフィードバックは, 2節で述べたように, 気温の減少が雪氷域の融解量を 減らすとともに降水を雪に変え、アルベドの高い雪氷のしめる面積が広がり,ますます 気温の低下に貢献するものである. 氷床では面積を決めるのに質量収支のほか運動も 関与している。図20にこれを書き込むと複雑になりすぎるので省略した。
さらに氷床の場合, 高さの変化が質量収支の変化を介して高さの変化に返ってくる いくつかのフィードバック(elevation mass-balance feedback processes)がある. しばしば議論される主な作用は次の3つである. [1]高さが高いと(気温減率により) 表面温度が低く,融解の量が減少し氷床の維持にますます好都合になる (elevation temperature feedback(正)). [2]高さが高いと表面温度が低くなるが, 失う長波放射量が減少し冷却効果が抑えられる。その結果融解量が正味で増加する (elevation radiation feedback(負)). [3]高さが高いと大気中の水蒸気が少ない ため降水が少なく, 氷床のかん養が減る(elevation desert feedback(負)). 以上3つの作用のうち、[1]の効果だけを指してelevation mass-balance feedbackと 呼ぶことが多い。ここに挙げなかったが雲を介したフィードバックもあるだろう. 氷床上の雲の存在は,地表における短波放射を減じる効果より長波放射を増す効果が 大きく, 地表の正味放射量を増加させる. 氷床上の雲がどのように作られ, 氷床の質量収支にどう影響するかも,今後の研究課題である.
以上の議論では氷の量がふえると高さが高くなること(図20の中央の横向き矢印)を 自明としてきたが、[4]氷の自重で氷の運動(流動および底滑り)が起こり、運動が 活発になれば、氷はかん養域から消耗域に早く運ばれる。これは氷の量に対して 負のフィードバックとなるであろう。
また,氷床の運動と熱力学の間に相互作用がある。[5]底が融点に達することにより 底滑りが起こりはじめ, 消散熱, 融解水が増加し, さらなる底滑りが起こる (slide dissipation feedback(正)), [6]流動が活発になり, 消散熱が増加して さらに流動が活発になる(creep dissipation feedback(正)). 以上二つの正のフィードバックは氷床の崩壊時のメカニズムの候補として 考えられた. これらに対して, [7]流動や底滑りの促進により上流の冷たい氷が 移流されてきて温度が下がり運動が抑えられる(heat advection feedback(負)) 作用も考えられる.この小段落で示したフィードバックの正・負は運動がそれ自身を 強めるか弱めるかという意味である。[4]を介して氷の量に対するフィードバック と見れば符号は逆になる。
氷床の高さには、氷床と地殻の運動が介在するフィードバックも関与している。 つまり [8]高さが高く氷が厚くなるとアイソスタシーの原理で氷床の基盤(底面) が低くなる(elevation bedrock feedback(負)).
図20の中の矢印の示す反応時間はさまざまであり, したがって上の8つの作用も それぞれ異なる時間スケールで見られる. [1]から[3]で高さに応じて質量収支が いかに決まるかは, 100年以下の短い時間スケールであろう. おもに大気が作用の 中心である. [4]から[8]で質量収支に応じて氷床の大きさがどう決まるかは, 1000年以上の長い時間スケールであろう. 氷床と地殻の力学が作用を支配して いるからである. 数値モデルを用いた研究では、時間スケールの異なる全ての プロセスを完ぺきに含むモデルを作ることは無理であろう。注目するプロセスの 異なるいろいろなモデルの結果を検討し、組み合わせて考えていく必要がある だろう。時間スケールを正確に把握することも、モデルによる研究の課題の一つ である。