青藏高原被认为是欧亚大陆上的“热岛”，高原地面和大气热源强度及其变化对大陆尺度气候状况具有重要影响;与青藏高原的“热岛”效应相反，起源于蒙古高原的蒙古高压是亚洲季风气候区冬季“寒潮”的源地之一，也是北半球冬季最强大的大气系统之一。二者协同作用影响东亚季风和南亚季风演化，同时对半球尺度大气环流产生作用。在当前全球气候变暖背景下，研究二者气候变化规律，对于评估气候变化效应和预测气候变化具有重要意义。　　多年冻土是气候背景下的产物，其进退往往指示了气候状态的冷暖变化，是指示区域气候变化的指标之一。青藏高原和蒙古高原多年冻土分布广泛，其面积分别占两个高原总面积的53％和63％。同时，多年冻土与区域水文和生态状况存在复杂的相互作用，多年冻土变化引起碳循环变化可能对全球气候变化产生重大影响。本文首先利用再分析资料研究青藏高原和蒙古高原的气候变化特征，然后利用模型研究气候变暖情景下青藏高原和蒙古高原冻土变化情况。　　由于青藏高原和蒙古高原气象资料在空间上分布不均，长时间序列数据不够完整。考虑到再分析资料在此方面的优势，本研究将其作为研究气候和多年冻土变化的主要数据之一。本文首先介绍和评估了再分析气温资料在青藏高原和蒙古高原的适用性。然后，使用再分析资料和数字高程模型数据，结合多年冻土分布状况资料，以逻辑回归为基础构建统计模型，对青藏高原和蒙古高原冻土空间分布进行了模拟，并对模型结果进行了验证和评估。最后，分析和比较了青藏高原和蒙古高原气温和冻融环境的时空变化，并利用模型评估了青藏高原和蒙古高原浅层多年冻土面积在每10年尺度上的可能的变化状况。主要得到以下结论:　　1、对JRA-55(Japanese55-year Reanalysis，JRA)和ERA-interim(欧洲中期数值预报中心第三代再分析计划，ERA)两种再分析资料在蒙古地区的适用性评估表明，利用温度递减率(-0.65℃/100m)对再分析资料校正后可以有效的提高春、夏、秋季气温精度，冬季由于存在逆温现象校正效果不甚理想;JRA和ERA都能较好的反映实际气温的季节和年均变化趋势;虽然，在偏差的量上JRA略微大于ERA，但是JRA对气温变化趋势的反映，无论是在变化趋势的量上还是在其变化显著性上都与实测数据一致，说明JRA在蒙古高原气候变化趋势研究中有一定优势。　　2、利用气温、降水和地形数据，结合青藏高原典型区多年冻土分布状况，构建模拟青藏高原多年冻土分布的逻辑回归模型和多标准方法模型。模型数学检验结果显示，二者对多年冻土和季节冻土的区分有较高的准确性。将模型模拟结果与《1∶300万青藏高原冻土图》(QTP1996)对比，两个模型模拟多年冻土面积与QTP1996非常接近，多年冻土分布状况与QTP1996的一致率均在87％以上;考虑到青藏高原冻土图反映的是多年冻土区的概念，有理由认为本研究所构建的模型，在某些地区更接近多年冻土真实分布状况。模型偏差主要来源于:1）典型区对高原东部、东南部代表性不足;2）地质构造对多年冻土发育的影响;3）对积雪、植被和地表水等因素缺乏考虑。　　3、利用经过校正的JRA-55再分析气温数据和地形数据，结合有限的冻土分布信息，构建了MCA模型模拟蒙古多年冻土分布状况。验证结果显示模型可以较为合理的反映多年冻土发育规律和分布状况。模型在蒙古东部表现为低估，而西部主要为高估，这可能归因于模型对降水和植被等因素缺乏考虑。　　4、对青藏高原1979～2012年和蒙古高原1958～2013年气候变化状况进行研究和对比，结果表明，青藏高原和蒙古高原对于全球气候变暖的响应都很敏感，二者气温变化速率都高于全球和北半球同期水平，同时青藏高原气温增温速率明显高于蒙古高原。在全球增温减缓期，青藏高原仍处于快速增温状态，而蒙古气温则呈降低趋势。　　5、对地表冻融环境变化的研究显示，青藏高原和蒙古高原冻结指数都呈显著降低趋势而融化指数呈显著的增加趋势;青藏高原冻结/融化指数减少/增加的速率明显高于蒙古高原和北半球高纬度地区。气候变化对青藏高原的影响更多的反映在冷季气温的快速升温上，对蒙古高原的影响则体现在暖季增温。　　6、模型参数显示，在青藏高原，气温对多年冻土的影响作用与地形因子作用相当;地形因子中，海拔对多年冻土发育的权重最大，坡度和经度次之。在蒙古高原，气温对多年冻土影响强度略小于地形要素，在一定程度上反映出蒙古多年冻土对气候变化响应不如青藏高原敏感。模拟结果表明，近几十年来，蒙古高原和青藏高原浅层多年冻土都处于持续退化状态，退化都发生于多年冻土与季节冻土过渡地区;青藏高原多年冻土退化强度大于蒙古高原，且有加速趋势。