南极冰盖是地球表面最大的冰体，其体积的增减变化直接导致全球海平面的升降，对全球气候和环境产生重大影响。此外，南极作为全球气候系统中的最大冷源，其热状况的波动将直接影响全球气候、大气环流和海平面变化，是研究全球变化的关键区域。　　地表温度是表示地物热量特征的重要参数，同时也是衡量全球气候变化及其引起的许多环境变化的重要检测指标。鉴于南极地理位置特殊，其自然环境特别敏感，在全球变暖的背景下，开展对南极冰盖地表温度资料的空间分析及时间变化分析研究工作，对深入认识和探索南极乃至全球性的气候变化具有极其重要的作用。　　雪密度是研究冰盖物质平衡的重要参数，南极冰盖最上部由一层约100m厚的粒雪层所覆盖。此粒雪层从上至下，在自身重力的压实作用下，密度从新雪密度300kg/m3逐渐增大至冰川冰密度917kg/m3。目前国内外利用光学和红外遥感针对极区粒雪层密度的研究所取得的成果十分有限，尤其涉及南极冰盖三维密度模型的研究甚少。本文利用MODIS遥感数据结合实地观测站点及气象数据对南极冰盖粒雪层密度进行数据推演与验后分析，提出了一种改进的粒雪层表面密度模型，并在此基础上实现了三维静态密度模型的构建。应用本文提出的南极冰盖粒雪层密度改进模型，结合南极冰下地形以及冰厚数据，可为南极地区重力场正演提供具有重要参考价值的基础数据。此外，进一步利用卫星测高等获得的南极冰盖高程变化信息、重力卫星观测得到的质量变化信息，有效结合本文实现的南极粒雪层密度模型及密实化过程研究工作，对深入发展和完善南极冰盖物质平衡研究的具有重要意义。　　目前，在全球变暖趋势的大背景下，南极冰盖作为全球气候的驱动及放大因子，面临由于温度上升造成的冰架崩解变薄、冰盖底部消融、引起全球海平面上升等威胁。因此非常有必要对南极地区的气候及变化状况做及时有效的研究分析及变化监测。此外，南极冰盖物质平衡估计一直以来是科学研究的热点问题，而南极粒雪层的状态变化与物质平衡研究息息相关。本文正是基于以上背景，综合多源遥感数据研究了南极冰盖温度、积累率等时空分布，利用更高分辨率的遥感数据和更详实的观测数据改进了一种基于气象参数的粒雪层表面密度模型，并以此构建了国际上第一个完整的南极粒雪层静态三维密度模型。本文主要的研究内容与研究成果包含以下几个方面:　　1.南极冰盖2000-2015年表面温度时空变化分析　　围绕南极冰盖表面温度的研究，作者处理了2000.03月-2015.02月15年的MODIS地表温度数据，得到每月一幅的南极地表温度时间序列，并对南极地表温度的变化趋势进行了细致分析。结果表明，由于受到东南极以Dome F为中心的升温趋势影响，整个南极大陆温度的变化趋势为正，但升温并不显著。　　2.提出了一种改进的南极冰盖粒雪层表面密度模型(FSDM)　　利用更高分辨率的地温气象数据和更详实的实测站点数据，对基于气候数据反演南极粒雪层表面密度的参数化公式进行了改进，并进行蓝冰区掩膜，得到一个南极粒雪层表面密度模型。此模型与国际上其他结果相比:1）分辨率更高（55km分辨率改进为5.8km空间分辨率）。2）蓝冰区分布结果更准确。3）估计值结果较好。南极表面密度空间分布结果显示，在更寒冷、干燥、风速较低的南极内陆地区，表层粒雪密度值较低，约300～350 kg/m3，而在温度高、湿润、风速高的南极大陆边缘区域，表层粒雪密度值较高，约380～430 kg/m3。　　3.创建了南极冰盖粒雪层静态三维密度模型　　基于粒雪层表面密度数据、表面温度数据以及实测密度随深度变化的冰芯数据，利用Herron-Langway粒雪密实化模型对南极粒雪层密度向下推演，首次在国际上构建得到南极冰盖粒雪层完整的静态三维密度模型。此模型的构建，结合冰厚度、冰下地形等数据有助于南极区域重力场的正演。并有助于南极冰盖质量变化结果的准确估计。　　4.基于MOA数据的南极冰盖蓝冰区提取　　蓝冰区是南极冰盖上粒雪层厚度为0的地区，在这些区域，由于低降水率，高升华率，以及风吹雪的影响，坚硬的冰川冰裸露在地面，形成南极特有的蓝冰区。这些地方通常使用917kg/m3的密度值。本文利用MOA数据进行蓝冰区的提取，研究结果表明，蓝冰区覆盖面积约27万km2，占南极冰盖总面积的1.9％。　　5.基于ICESat数字高程数据的南极以及格陵兰冰盖流域分割　　本文基于GLAS/ICESat的500m分辨率南极冰盖表面高程数据，利用Arcgis软件水文分析工具箱Hydrology，按照deterministic eight-node流域分割算法对冰盖进行流域地貌形态划分，最终生成南极冰盖24个子流域。所取得的研究成果可为南极冰盖的定量研究提供具有重要参考价值的基础数据。　　6.南极冰盖粒雪层密度模型以及密实化模型对质量平衡估计影响的探讨　　利用2003年2月至2008年3月期间的14个ICESat工作任务测高数据，分别采用917 kg/m3和本文得到的三维密度模型两种方法计算得到的2003～2008年期间南极大陆冰雪质量变化的结果及两者间差异。采用917 kg/m3和粒雪平均密度模型得到的数值差异巨大，前者得到的结果(-122.1 Gt/yr)与后者结果(-76.1Gt/yr)相差(-46 Gt/yr)。对整个南极大陆来说，用平均密度模型归算质量变化结果优于其他用一个固定密度值得出的结果。此外，本文最后探讨了密实化模型对质量平衡估计的影响。