长期以来，科学家一直担忧西南极洲冰盖可能崩塌及其对全球海平面上升的影响。西南极洲的大部分冰层位于海平面以下，海水变暖可能导致冰盖失控式消退。
这一被称为海洋冰盖不稳定的过程，已在阿蒙森海部分区域被观测到，其中海洋变暖已导致环绕大陆的浮冰架底部融化。随着这些冰架变薄，陆上冰层会更快地流入海洋，并推高海平面。
尽管阿蒙森海区域迄今显示出最快的变化，但实际上经由罗斯冰架从西南极洲排出的冰量超过其他任何区域。因此，这一冰盖如何应对罗斯海地区的气候变化，将是未来南极洲对全球海平面上升影响的关键因素。
过去的冰盖消退时期，可以让我们了解罗斯海地区对海洋和气温变化的敏感程度。我们的研究（今日发表）认为，自末次冰期以来，海洋变暖是罗斯海冰川消退的主要驱动因素。这表明罗斯冰架对海洋变化高度敏感。
罗斯海的历史
自末次冰期以来，冰盖在罗斯海地区已后退超过1,000公里——这一退缩幅度超过南极大陆上的任何其他区域。但科学界对于气候与海洋各自在此次消退中起了多大作用，尚未形成共识。
我们对罗斯海过去冰盖消退的大部分认识，来自横贯南极山脉中发现的岩石样本。定年技术使科学家能够确定，周围冰层消退时这些岩石何时暴露于地表。这些岩石样本采集于远离最初冰层消退地点的区域，总体上导致了各种解释，即冰盖消退发生的时间远晚于末次冰期后气温和海洋温度上升，且与之无关。
但是，罗斯海沉积物的放射性碳年代表明冰盖消退发生得更早，与末次冰期后气候开始变暖的时间更为吻合。
利用模型理解过去
为研究该区域过去对变化的敏感程度，我们开发了南极冰盖的区域模型。该模型通过模拟冰盖的物理过程及其对海洋和气温变化的响应来运行。随后将模拟结果与地质记录进行比对，以检验其准确性。
我们的主要发现是：海洋与大气变暖是自末次冰期以来罗斯海地区发生的重大冰川消退的主要原因。但这两种控制因素对冰盖影响的主导作用随时间而变化。虽然气温影响了冰盖最初消退的时机，但由于罗斯冰架从底部融化，海洋变暖后来成为主要驱动因素，这与目前在阿蒙森海观测到的情况相似。
该模型还识别出过去冰盖行为中存在不确定性的关键领域。获取沉积物和岩石样本以及海洋学数据，将有助于提升建模能力。罗斯冰架的Siple海岸地区对变化尤为敏感，其冰架底部的融化速率对此高度敏感，因此是一个需要采样的关键区域。
对未来的影响
了解过去的重要过程，有助于我们改进并验证模型，进而增强我们对未来预测的信心。纵观历史，罗斯海的冰盖一直对海洋和气温变化十分敏感。目前，罗斯冰架下方的海洋变暖是主要关切，因为它有可能从底部引发融化。
在未来数十年中，准确确定罗斯冰架下方的海水温度将如何变化，仍面临挑战。这将取决于海洋环流模式的变化，以及海冰、表面风和冰盖融水之间复杂的相互作用与反馈。
鉴于冰架对海洋变暖高度敏感，我们需要一种综合建模方法，既能准确再现海洋环流，也能再现冰盖动力学。但其计算成本很高。
最终，这些关于南大洋和南极冰盖的综合预测，将帮助决策者和社区为面临海平面上升风险的城市和沿海基础设施制定有意义的适应策略。
