北极地区在过去几十年升温异常迅速，大约是全球平均值的两倍，导致北极山地冰川正在快速消融。北极山地冰川对全球气候变化十分敏感，研究北极山地冰川的变化能够有效地捕捉到全球气候变化的早期信号。目前北极山地冰川研究已成为国际上冰川研究的热点。冰川物理数值模拟是冰川研究的一种有效方法，在设置一定的初始条件和边界条件的基础上，可以模拟冰川的动力学过程，获得冰川内部的物理特征参数(流速场、温度场和应力场等)，通过耦合气候模型以及物质平衡模型可以预测冰川未来的演变。
　　AustreLovénbreen冰川是我国在北极Svalbard地区长期监测的一条典型多温冰川，地理位置独特，通过对其研究可以理解北极地区冰川变化的一般规律。北极Svalbard地区的冰储量主要集中于冰帽(冰原)，研究冰帽(冰原)的体积演变，在一定程度上可以理解Svalbard地区冰储量的演变规律及其对全球海平面变化的贡献。因此，本文选取了Svalbard地区的AustreLovénbreen冰川以及两大冰帽(Vestfonna和Austfonna)和两大冰原(霍特达尔冰原(Holtedahlfonna)和奥拉夫五世冰原(OlavVIcefield))作为研究对象，采用冰川物理数值模拟方法研究AustreLovénbreen冰川当前的冰面流速分布、冰下环境以及未来的存续时间长度、演变规律及其冰川径流演变，并研究以上四大冰帽(冰原)的体积演变。具体如下：
　　(1)基于冰面地形、冰下地形以及冰面流速监测点等多年实测数据，利用冰川流动模型模拟了AustreLovénbreen冰川的冰面流速，发现了该冰川表面的最大流速峰值区。AustreLovénbreen冰川冰面存在两个流速峰值区，分别位于冰川的中下游和中上游；其中，最大流速位于中上游的峰值区，速率为4.325ma-1(2016-2018年的均值)。
　　(2)考虑到冰下地质断层分布对地热通量的影响，利用冰川流动模型耦合冰川温度模型，模拟了AustreLovénbreen冰川的冰下环境。结果发现，AustreLovénbreen冰川底部发生了大范围的滑动，只有冰川边缘及其东支流区域没有明显的滑动迹象；冰川底部出现了大范围的温冰(冰处于压融状态)，主要分布于冰川主流区域；温冰的面积占了冰川总面积的21.7%，在北极气候变暖的影响下，预计几年后该比例将上升到40%；冰川大部分区域的底部切应力都比较小，说明冰床可能受到了较为严重的冰川侵蚀。
　　(3)基于联合国政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC)第五次评估报告做了3种气候变暖情景假设(悲观情景：+0.083℃a-1，大概率情景：+0.047℃a-1，乐观情景：+0.022℃a-1)，在这3种气候情景下，本文利用冰川流动模型耦合物质平衡模型，模拟了AustreLovénbreen冰川的存续时间长度及其演变规律。结果表明，冰川将在84-161年之后消失，最有可能在2120年左右消失(大概率情景)；冰川面积和体积的变化趋势均表现为：先缓慢减小、然后快速减小、最后再次缓慢减小，期间冰川面积和体积的年均减少率均为-0.6%a-1~-1.2%a-1。
　　(4)结合AustreLovénbreen冰川所在区域的气象观测资料，利用冰川流动模型预测了AustreLovénbreen冰川径流的演变。结果表明，冰川径流还会继续增加，到达峰值后逐渐下降；冰川径流将在2057-2096年之间出现峰值，最有可能出现在2070左右；冰川径流峰值很可能为：10.34×106m3a-1，将是当前冰川径流的两倍左右。
　　(5)根据IPCC第五次评估报告中三种排放情景(RCP2.6、RCP6.0和RCP8.5)下北极地区的升温预测，利用热力耦合的冰流模型，分别模拟了Svalbard地区霍特达尔冰原(Holtedahlfonna)、奥拉夫五世冰原(Olav V Icefield)、Vestfonna冰帽和Austfonna冰帽四大冰帽(冰原)从2010年到2100年的体积演变。结果表明，到本世纪末，霍特达尔冰原、奥拉夫五世冰原、Vestfonna冰帽的体积将减少接近一半(RCP8.5)，而Austfonna冰帽最多只减少22.8%；在悲观的高排放情景(RCP8.5)下，霍特达尔冰原、奥拉夫五世冰原、Vestfonna冰帽和Austfonna冰帽的物质损失率分别为：-0.45%a-1、-0.48%a-1、-0.51%a-1和-0.25%a-1；综合以上四个冰帽(冰原)的物质损失，到本世纪末，它们总的累积物质损失量为158.54~1051.45km3，将使全球海平面上升0.4~2.7mm。