本文依据2003年8月到2004年4月在北极布放的卫星跟踪定位极区水文气象自动监测浮标(四套)测得的大气气温、雪、冰、海水在不同位置的温度等数据，以及北极海冰的热力动力学性质，建立了多区域耦合抛物型分布参数系统系统，论述了此系统解的存在唯一性及关于参数的连续依赖型；另外建立了雪层热力学参数的辨识模型；同时给出了三维温度场模型以及二维流速的计算方法。此项研究，不仅可推动海冰热力模式抛物型分布参数系统、最优控制理论的研究，还可以为进一步研究北极海冰的热力学行为及其数值模拟提供理论指导。因此，本项研究具有极其重要的理论意义和实际价值。第一章论述了分布参数系统参数辨识与最优控制的发展概况及研究意义，同时介绍了一些在海冰研究领域的国内外学者所取得的成果。第二章主要介绍了Sobolev空间和Banach空间微分学的基础知识，还介绍了抛物型分布参数系统参数辨识与最优控制的基本理论。在第三章和第四章中，介绍了本文的主要工作，可概括如下：(1)依据实测温度，研究北极雪，冰以及冰下海水温度场耦合动力系统弱解的存在唯一性，解关于雪层的热力学参数(比热，密度，导热系数)的连续依赖性，建立关于雪层参数的辨识模型，论述其可辨识性。根据上述性质构造优化算法，实现由浮冰观测数据确定雪层热力学参数的目的，从而得到以实测温度为依据的北极雪、冰、海水各层温度在时间域与空间域的分布具体数值结果。(2)建立了关于北极海冰温度场的三维模型，考虑了水平方向的二维流速问题，给出了确定开边界条件的方法。对于所要讨论的空间区域给出了网格的节点划分，从而给出了流速的计算方法。对于各节点的温度，依半隐式差分格式给出了详细的计算方法。