冰芯研究是全球变化研究的重要内容之一。冰芯因其分辨率高、信息量大、保真性强、时间序列长和洁净度高而成为研究地球系统中生物、化学和物理过程的最好媒体，在恢复古气候与环境变化、监测现代气候与环境变化等方面具有不可替代的作用。　　 冰川表面雪层演化成冰过程是冰川学重要的基础研究内容之一。由于这一过程的时间周期较长，需要长期的野外观测，因此前人的研究多侧重于雪层特征方面，对过程的研究则很有限。本文根据天山乌鲁木齐河源l号冰川积累区海拔每周1次的多年连续雪层剖面观测，分析研究了雪层厚度、雪层中的污化层、冰片和各种粒雪随时间的演变过程，并对雪层年限与年成冰量等基本问题进行了专门讨论。通过对20世纪60年代、80年代和本世纪初1号冰川雪层剖面、成冰带和成冰年限的对比分析发现；自20世纪60年代以来，雪层厚度及其内部组成要素都发生了显著的变化。雪层厚度明显减薄，粗粒雪所占比重不断减小，冰片及污化层数量急剧下降。成冰带的类型及分布发生了明显变化，冷气候条件下的冷渗浸带消失，被渗浸带所替代；东支顶部的变化尤为显著，2004年夏季发现消融冰面湖，说明冰川上部已具有消融带特征。　　 大气中的化学物质在形成冰芯记录之前这一阶段十分活跃，经历了气—雪、粒雪—冰两个界面的转化及在雪层中的变化。然而，在多数山地冰川中，冰芯记录不仅受到沉积时的大气环境影响，沉积到冰面之上，还受到沉积后过程作用的影响，如淋溶作用、蒸发、升华及风吹雪引起的物质再分配等因素。本文首先通过表层雪中化学离子浓度的季节变化研究离子的沉积过程。利用相关及因子分析探讨了各种离子的可能来源，并将1号冰川的离子来源进行分类。通过比较夏季雪坑内部离子浓度的变化幅度，确定了离子的淋溶顺序。量化研究了淋溶的驱动机制，分析得到淋溶强度与大气温度成良好的正相关关系。其次，以Mg2+、Ca2+和微粒为例，研究天山乌鲁木齐河源1号冰川化学离子和微粒的沉积过程及沉积后过程。在冬季，影响Mg2+、Ca2+和微粒沉积后因素主要是雪层的压实，升华及干沉降作用。夏季，雪层经历了以融水产生的淋溶作用为主的沉积后过程的影响，但是沉积后过程对雪层下部的影响较小，其主要信息依然被保留。最后，物理过程和化学过程从来就不是相互独立的研究方向，以雪层中深霜的形成过程及其对氧同位素的影响为例，探讨了物理过程与化学过程之间的联系。　　 这些研究，对于搞清化学物质在暖型成冰作用条件下的沉积后过程，对理解和破译大多数山岳冰川冰芯记录具有十分重要的意义。