格陵兰冰盖是现代北半球唯一的陆地冰盖，其物质平衡变化对全球海平面上升具有重要的影响。同时，格陵兰冰盖融化将导致大量的淡水注入到北大西洋，减弱北大西洋经圈翻转环流，进而影响到全球气候。因此，本文利用最新的CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project)模式预估结果和冰盖模式SICOPOLIS(SImulation COde for POLythermal Ice Sheets)，模拟研究了21世纪格陵兰冰盖物质平衡的变化以及冰盖融化对全球海平面上升的贡献。然而，基于冰盖模式的冰盖物质平衡预估具有一定的不确定性，而这种不确定性主要来源于两个方面:冰盖模式本身和为冰盖模式提供外强迫场的全球模式。因此，为了减小冰盖预估的不确定性，我们探讨了不同现代气候强迫（包括参数化温度、ERA-interim再分析资料和区域模式RACMO2的模拟结果）和初始化方案对于现代格陵兰冰盖模拟的影响，并详细评估了20个CMIP5模式对格陵兰现代气候的模拟能力。最后，我们研究了一个与未来暖期相似的地球历史暖期（上新世中期）的格陵兰冰盖变化，以期对未来冰盖预估提供参考。本论文的主要结论如下:　　 1.相比参数化温度和ERA-interim再分析资料，在RACMO2区域模式结果强迫下，SICOPOLIS模拟的现代格陵兰冰盖总体积和表面高度与观测更加接近。这表明RACMO2强迫更适合作为冰盖模式的现代气候强迫场，而RACMO2强迫的优越性主要归结于RACMO2区域模式的高分辨率，使其能够较好地刻画格陵兰复杂地形处的温度和降水。　　 2.相比稳定态初始化方案，采用瞬变初始化方案模拟的冰盖底部温度，在格陵兰冰盖中部偏低1-4℃，而在边缘地区比较接近（±0.5℃），这种差异主要是由冰盖底部温度对过去125，000年格陵兰表面气候变化响应的滞后性造成的。此外，采用瞬变初始化方案，SICOPOLIS模拟的1993-2010年间格陵兰冰盖表面高度的变率与观测更加接近。因此，在未来预估试验中应采用瞬变初始化方案。　　 3.与ERA-interim再分析资料比较，CMIP5模式可以较好的模拟格陵兰现代(1979-2005)气温和降水的气候态，但对年际变率和线性趋势的模拟能力较差，并且模式之间性能差异很大。除此之外，模式性能还随评估变量的不同而改变。以CMIP5模式对格陵兰夏季气温的模拟能力作为指标，模拟性能最好的前3个模式为:GFDL-CM3，CSIRO-Mk3-6-0和GISS-E2-R。　　 4.根据20个CMIP5模式的模拟结果，与1951-1980年的平均气候相比，在21世纪末期（2071-2100），格陵兰年平均气温在RCP4.5和RCP8.5情景下分别升高了1.2-6.0℃和3.6-9.2℃;年平均降水分别增加了-26.8-184.0 mm/yr和22.9-294.1 mm/yr。在空间分布上，年平均气温在格陵兰冰盖北部的增幅大于南部;年平均降水在格陵兰冰盖南部的增幅大于北部。　　 5.在RCP4.5和RCP8.5情景下，SICOPOLIS模拟结果表明，格陵兰冰盖融化将导致全球海平面在2100年时分别上升0-16 cm和0-27 cm(相对于1951-1980);如果考虑未来冰盖底部滑动加倍，全球海平面将分别上升7-22 cm和7-33 cm。基于多模式集合平均的结果，全球海平面在RCP4.5和RCP8.5情景下将分别上升4 cm和7 cm(考虑底部滑动增强时，分别为10 cm和13 cm)。上述海平面预估的不确定性正反映了在相同的外部强迫下全球模式预估结果的离散性，而评估模式并选择性的使用模式可以在一定程度上减小海平面预估的不确定范围。　　 6.全球模式模拟结果表明上新世中期(～3百万年前)格陵兰夏季平均气温比工业革命前高9.4-13.4℃，年平均降水增加了65.2-108.3 mm/yr。在上新世中期暖湿的气候背景下，仅有少量冰存在于格陵兰东部沿岸高海拔地区。与参照试验相比，上新世中期格陵兰冰盖减少造成全球海平面比现在高大约7.8-8.1 m。同时，古气候代用资料也表明上新世中期格陵兰可能无大规模冰盖存在。