古气候模拟比较计划第三阶段(Paleoclimate Modelling Intercomparison ProjectPhaseⅢ,PMIP3)制定了一个关于末次盛冰期的标准实验,全世界有18个研究组使用各自不同的气候系统模式运行了这一实验。其中有4个模式模拟了末次盛冰期全球表面气温、降水/降雪量、蒸发速率、融化速率与雪深。本文利用度日模型与融化模型计算出这4个模式模拟的末次盛冰期冰川表面物质平衡,并分别与各模式模拟得到的融化速率和雪深,以及重建得到的LGM时期冰盖范围进行对比,同时对度日模型与融化模型进行参数反演,判断通过优化后的模型能否模拟出正确的表面物质平衡,确定利用气候模式模拟的气候场通过模型计算冰川长期演化是可行的。此外,推断各模式模拟产生误差背后的影响因素,从而比较各模式对LGM时期全球冰盖变化模拟的优劣性,进而评估模式对LGM时期气候的模拟能力,为今后选取合适的模式进行相关研究提供参考。该研究对提高LGM时期气候模拟的精度,更好地认识LGM时期冰川形成乃至全球气候变化具有重要的科学意义。本文首先利用各模式模拟得到的全球表面气温,通过度日模型计算得到各模式LGM时期正积温,再将正积温导入融化模型,结合模拟得到的降水/降雪量和蒸发速率得到各模式LGM时期冰川表面物质平衡。对比各模式结果,并结合重建数据发现,所有的模式在青藏高原地区都有过多的冰雪累积量,均在青藏高原地区形成了冰川,这与重建数据得到的结果不一致,此外模式对北美北欧冰盖区域的模拟也存在误差。以上结果表明了气候模式还需要很多的改进才能准确模拟出冰期的气候规律。第二,为直观地进行模拟结果的展示与对比,本文依据冰盖形成的相关条件,结合重建得到的LGM时期冰盖数据,针对性地设计了一套分级规则,对表面物质平衡结果以及模拟得到的雪深结果进行分级并比较,发现CCSM4对LGM时期青藏高原雪深变化趋势的模拟相对较为优秀,CNRM-CM5模式低估了北美、北欧等实际存在冰盖区域的表面物质平衡,同时这几个模式对青藏高原表面物质平衡的模拟仍存在误差。以上结果同样体现了当前气候模式仍然存在着局限性。第三,由于计算表面物质平衡各个模型的参数设置均为默认值,或者是根据现代气候推测得到,可能存在一定的误差。因此,为对模式模拟的LGM时期融化速率值进行优化,本文将融化模型进行参数反演,并将各参数情况下得到的表面物质平衡与模拟得到的雪深趋势进行拟合,获得优化后的融化模型参数值。同时利用CESM模式模拟LGM时期表面温度,获得各个研究区域更符合实际情况的度日模型参数值。第四,根据第三步得到各模式经过优化的融化速率和表面物质平衡后,将其与模拟得到的年平均降水/雪量和融化速率同时进行空间模态的对比,以确定模型优化是否有效,同时分析产生误差的根本原因是由模式模拟的温度还是降雪量造成。结果发现,模型的优化是有效的,简单模型能够模拟复杂模式所模拟的冰盖区域物质平衡变化。此外,除CNRM-CM5的模式均对青藏高原地区的温度或者降雪量的模拟存在误差;而CNRM-CM5模式由于模拟的表面温度偏高导致模拟的表面物质平衡过小,导致误差较大。此外,在北美冰盖区域,各模式均存在不同程度的异常情况,其中,CNRM-CM5、FGOALS-g2模式是由表面温度过高造成,CCSM4是由降雪量偏高引发。而在山脉地区,例如落基山脉,各模式模拟的气候特征亦存在明显差异。