重复轨道法是利用测高卫星监测南极冰盖高程变化的重要方法。在利用重复轨道方法计算冰盖高程变化时，引入一种基于抗差估计的方法（insrtitue of geodesy and geophysicsⅢ，IGGⅢ）取代传统的最小二乘方法（least square,LS）。利用2019年3月至2021年12月的ICESat-2陆冰高程数据，分别采用LS方法和IGGⅢ方法在东南极Totten冰川流域进行了实验。结果表明，该流域分别呈现出-0.038±0.163 m/yr和-0.040±0.136 m/yr的高程降低趋势，说明IGGⅢ抗差估计方法能够在保留重复轨道方法高数据利用率的基础上，有效地减少异常数据被错误引入产生的误差。利用MEaSUREs ITS＿LIVE高程变化产品对两种方法计算的结果进行了对比，IGGⅢ方法的结果在空间分布上具有更好的一致性。

南水北调中线工程自2014年12月全线通水以来已运行10个冬季，2020—2021年度冬季为冰情第二严重的冬季，具有较大的研究价值。沿线冬季气温、输水流量和水温是输水渠道冰凌生成的两大关键驱动因子，流量越小、气温越低越易生成冰凌。该冬季沿线闸站输水流量约占其渠段设计流量的40%～52%,并总体保持稳定，其中，陶岔闸输水流量175 m3/s,岗头闸输水流量51 m3/s,北拒马河闸输水流量26 m3/s。该冬季气候具有前期偏冷、后期回暖早的特点，尤其2021年1月6—8日出现历史罕见强寒潮过程，保定站最低气温达-22.0℃,3 d滑动气温为-10.2℃,沿线多个气象站接近建站以来的最低值，导致流冰和冰盖等冰情发生。岗头隧洞至北拒马河暗渠为封冻冰盖渠段，呈非连续冰盖分布，冰盖累计长38 km,最大冰厚16.0 cm,封冻历时10 d。该冬季冰盖具有生成发展速度快，开河时间早，持续时间短的特征。

末次冰期的两类北大西洋千年尺度气候突变现象Dansgaard-Oeschger Oscillation(DO振荡)和海因里希事件(HS)在全球多处重建记录中均有体现，然而其触发机制及为何集中于海洋氧同位素第3阶段(MIS 3)发生仍处在探索阶段。本研究利用全球耦合模式，模拟并分析了MIS 3背景场下冰盖变化对全球气候的影响及其与千年尺度气候突变事件的联系。结果表明：1)DO/HS间冰阶期间，高海拔冰盖使行星波振幅增大，大气向极区输送热量增加，北极变暖，北大西洋海冰面积减少，但格陵兰岛存在阻塞高压，使DO/HS间冰阶期间温度偏低。冰盖条件显著影响了北半球冬季大气环流形态且与DO/HS的发生有紧密的联系。MIS 3阶段冰盖较末次冰盛期(LGM)而言，更利于千年尺度气候振荡的形成。2)高冰盖情境下格陵兰岛有一定阻塞高压且地表气温降低，北大西洋副极地涡旋由于海洋表面风应力增加而加强，向北热量输送也相应增加。3)加入淡水强迫之后，大西洋经向翻转环流(AMOC)强度减弱，北大西洋海表温度降低，海冰增加，进入冰阶状态。此时，增强的大气向北热量输送削弱了由于AMOC减弱造成的降温，不利于格陵兰岛冰阶状...

冰盖糙率是确定渠道冰期输水水位和流量关系的基础参数，一直是明渠冰工程研究的重点之一。鉴于当前大型混凝土渠道冰盖糙率研究成果相当匮乏，以南水北调中线总干渠石家庄以北唯一无输水建筑物的唐河节制闸—放水河节制闸渠段为研究区域，依据全线通水以来唯一生成全渠段封冻冰盖的2016年1—2月逐日水位和流量实测数据，采用伯努利能量方程和谢才-曼宁公式推求渠道糙率，定性定量分析封冻前后渠道糙率变化特征。结果表明：（1）研究渠段畅流期渠道糙率nb为0.016 7,封冻期冰盖综合糙率nc为0.014 6,冰盖下表面糙率ni为0.011 8。（2）由于水力磨蚀作用，封冻期冰盖糙率随时间呈波动减小的趋势。（3）渠道一旦生成封冻冰盖，输水能力大幅降低，仅占渠道设计流量的66.7%。该研究给出了大型混凝土渠道封冻冰盖糙率和输水能力降低的确切数值，以期为冰期输水调度和类似工程设计提供科学依据。

该文采用CFD-DEM方法对回转体水下运动兴波破冰问题进行了数值模拟研究，探究回转体运动速度、潜深对破冰效果的影响，对比分析了不同工况下冰盖的裂纹扩展规律和破坏程度，其中速度无因次化为弗劳德数Fr，潜深无因次化为回转体深度与回转体最大直径的比值，记作h。研究结果表明：在回转体运动兴波破冰过程中，回转体中后部冰盖的破坏情况较为严重；随着回转体的运动，冰盖裂纹向前扩展，出现新的纵向裂纹与横向裂纹，待裂纹完全发展后，冰盖呈现出以横向裂纹为主的破坏形式；存在临界速度Ccri，当回转体的运动速度处于临界速度附近时，冰盖的破坏效果较好，对应的速度区间为Fr=0.55～0.75；随着回转体潜深增大，冰盖破坏程度总体呈现出下降趋势，h>3.43后，冰盖不再发生明显破碎。

南水北调中线工程自2014年12月全线通水以来已运行8个冬季，为防止冰塞冬季输水流量控制为设计流量的30%～50%,严重制约了工程输水效益的发挥。因此，渠道水温和冰盖特性一直是冬季输水关注的重点问题之一。实测数据表明：（1）冬季输水流量总体逐年增大，最末段保持相对稳定，岗头闸流量约为50 m3/s,北拒马河闸约为25 m3/s;（2）冬季气温总体以暖冬居多。保定站最低气温-22.0℃,3日滑动气温极值-10.7℃,短期强寒潮可能是今后冰盖生成的关键驱动因子；（3）冬季水温沿程逐渐降低，渠首陶岔闸最低水温6.7℃,渠末北拒马河闸多数年份降至0℃附近。北拒马河闸水温最大降幅10日内由3.5℃降至0℃,期间渠段水温降幅亦达到极大值1.69℃/100 km。（4）2016年冬季冰盖最长达280 km（最南端延伸至午河闸）,次之为2015年冬季的73 km和2021年冬季的38 km,有两个冬季未生成冰盖。岗头闸-北拒马河闸近90 km是冰盖多发渠段，应引起关注。基于冰盖生成前实测数据，以初始水温和区间气温为输水条件，拟合给出了2 d、3 d和7 d等...

南极冰盖表面冰流速是准确估算冰盖物质平衡和预测全球海平面变化的关键参数之一。针对冰流速提取中存在的流速过估现象，采用东南极20世纪60-80年代历史冰流速重建数据集，分析了整个东南极冰盖及不同海洋扇区、冰架/冰川过估改正量的空间分布规律。统计结果表明，东南极过估改正量的平均值约为28 m/a；在接地区和冰架前缘附近，过估改正量峰值高于其他区域，其中接地区最大过估改正量超过300 m/a。在海域尺度上，东印度洋海域在接地区和冰架区冰流速过估的现象较其余海域更加明显，其冰架区的平均过估改正量约为62 m/a；在冰架/冰川尺度上，Shirase冰川、Holmes冰川、Ninnis冰川、Publications冰架以及Totten冰川的平均改正量均超过50 m/a，高于整个东南极改正量的平均值。结合过估改正量与历史冰流速提取结果，证明改正量的分布在一定程度上符合冰流空间加速的规律。流速改正已应用于东南极20世纪60-80年代历史冰流速产品，对研究冰架稳定性、进一步研究全球变暖影响下的南极冰盖动态稳定具有重要意义。

南极冰盖物质平衡对全球海平面变化影响巨大，提高南极冰盖物质平衡估算精度对实现全球海平面变化趋势准确预测至关重要.卫星遥感技术的发展，特别是极地卫星对南极冰盖系统监测能力的提升，有助于认识、保护和利用南极，解决极地科学国际前沿难题.揭示南极冰盖对全球气候环境的响应及其反馈机制，对深化人类对南极的科学认知也具有重要意义.本文首先系统总结了用于南极冰盖监测卫星的发展现状及现有的卫星遥感数据产品序列，然后讨论了运用遥感卫星监测南极物质平衡的主要方法和研究进展，并对南极卫星遥感技术的最新进展进行了分析.最后在我国极地遥感卫星发展方面提出了建议，旨在进一步提升我国对极地冰盖变化和全球海平面上升的长期观测及预测能力，为相关应对策略的制定提供有力的科学支撑.

雪覆盖下冰盖的热力增厚和消融是急需研究的问题，对于冬季降雪频繁地区开河预报、冰凌洪水风险分析具有重要的实用价值。基于雪盖和冰盖的热力条件是准稳态假设，建立了冰盖热力增厚和消融速率与雪厚、冰厚、大气传递给雪面的净热通量和水体传递给冰底面净热通量的函数关系，包括：太阳辐射、反射和透射，雪面和大气的长波辐射，雪面蒸发-对流，河床地温等因素。提出了雪面温度和冰盖垂向温度分布的理论公式及冰盖热力增厚和消融发展过程的数值计算模型。最后，以黑龙江漠河段实测的冰情为例，验证了所提冰盖热力增厚和消融数学模型的实用性，并分析了一些重要参数随时间的变化特点。

基于新型雷达高度计Sentienl-3波形数据构建了兰伯特冰川区域的DEM。对比分析了重心偏移算法(OCOG)、线性5-β算法、主波峰峰值算法(NPPR)等几种重跟踪算法对Sentienl-3在冰盖区域的处理效果，并提出了分区域选取最优重跟踪算法的处理方法，提高了测高值精度。采用克里金插值法获得了基于Sentinel-3波形数据的500 m分辨率S3Lam DEM,并利用ICESat-2激光测高数据验证S3Lam DEM的整体高程精度为0.682±2.998 m。与另外两种基于Cryosat-2测高数据建立的南极DEM对比结果表明，S3Lam DEM整体精度有所提升，Sentienl-3数据对高程精度的明显改善位于低坡度的内陆冰盖。结果反映了Sentienl-3高度计数据在南极冰盖测高方面的有效性和优势，这对于未来长期监测南极冰盖高程有重要意义。