高亚洲以青藏高原为中心，涵盖亚洲中央众多地势高峻的高山高原，特殊的地形条件和高原气候的结合，使得该地区形成全球中低纬度地区最大的现代冰川区。独特的地域单元使得高亚洲地区对外界因素的影响具有高度的敏感性和重要的反馈作用，该地区冰川大规模的扩展和收缩不仅会影响气候变化，作为周边地区众多大江河的源头，冰川宝贵的淡水资源对区域内生态、社会经济发展也至关重要，探测该地区冰川质量变化具有重要的意义。随着空间大地测量观测技术的迅速发展，特别是以GRACE重力卫星、ICESat激光测高卫星为代表的观测计划的顺利实施，为大范围、持续性、高精度探测陆地冰川物质平衡提供了全新的技术手段和方法。在此背景下，本文以GRACE和ICESat数据处理及其解释为主线，围绕“高亚洲冰川质量变化时空特征及其成因”这一热点和难点问题进行了深入探讨分析。　　本文首先介绍了高亚洲冰川质量变化探测的研究背景与进展，接着针对GRACE、ICESat和SRTM DEM数据存在的问题，对相应的数据后处理方法做了系统总结与实现，系统归纳了GRACE区域质量变化信号的提取方法，成功实现了高斯平均核函数法、块域拟合法和块域正演迭代法，并对各方法的优缺点做了对比分析，然后详细介绍了提取冰川年际振荡信号的主要理论与方法。在此基础上，对高亚洲冰川质量变化趋势、陆地冰川质量变化对全球海平面变化的贡献做了精确量化，并对高亚洲冰川年际振荡时空变化特征做了探讨分析。全文主要的研究成果如下:　　(1)基于GRACE数据联合块域拟合法和块域正演迭代法应用于高亚洲冰川质量变化提取，分析了GRACE反演方法的可靠性和稳定性，揭示出GRACE反演结果的不确定性成因　　利用GRACE RL05时变重力场模型块域拟合法和块域正演迭代法两种方法提取出2002年8月至2015年3月期间高亚洲冰川29个块域内的冰川质量变化。针对不同平滑半径对块域拟合法和块域正演迭代法反演结果的可靠性和稳定性做了比较分析，发现高斯滤波半径过大会导致信号泄漏增强而显著增加块域拟合法反演结果的不确定性。从结果来看，高亚洲冰川质量变化趋势呈现出典型的椭圆形区域分布特征，在青藏高原内陆地区以积累为主，而在边缘地区以消融为主，在藏东南的最边缘地区冰川质量损失最为剧烈。天山、帕米尔和喀喇昆仑山、喜马拉雅山、藏东南和青藏高原内陆五个子区域冰川质量的变化趋势分别为-6.6±1.1 Gt/a、-2.2±4.3 Gt/a、-7.3±3.0Gt/a、-3.3±2.7Gt/a和3.9±2.4Gt/a，高亚洲冰川整体的质量变化趋势为-15.5±7.5Gt/a。不同时间跨度的GRACE数据分析结果表明，以年际尺度为主导的不同时间段的高亚洲冰川质量变化存在较大差异，可显著影响短时间内的质量变化趋势分析。在2002-2015年期间，印度等北部平原地区地下水的质量变化趋势为-36.4±5.1Gt/a，该地区地下水信号泄漏对估算高亚洲冰川质量变化趋势影响较大，定量给出并有效改正了该地区地下水信号泄漏的影响。通过比较GRACE GSM数据与GLDAS Noah、CPC两种水文模型数据得到的青藏高原内陆地区的等效水质量变化结果，发现GRACE GSM得到的该地区的冰川质量变化时间序列存在一种长期性偏差，且该偏差还无法由TRMM降水数据得到有效佐证。　　(2)联合GRACE、卫星测高和海洋温盐实测资料精确量化陆地冰川质量变化对全球海平面变化的贡献　　利用GRACE RL05数据估计了2005年1月至2015年3月期间全球山地冰川、极地冰盖冰质量变化及其对海平面变化的贡献，并详细探讨了GRACE反演结果中观测误差、陆地水文模型改正误差、冰川均衡调整改正误差以及大气和海洋模型扣除误差的影响。结果表明，山地冰川质量亏损最为严重的区域位于加拿大北极群岛(-93.5±5.8Gt/a)、阿拉斯加(-35.0±4.6 Gt/a)、高亚洲地区(-23.4±8.1Gt/a)和巴塔哥尼亚地区(-15.2±1.5 Gt/a)，山地冰川整体的质量变化趋势达到-154.7±20.2Gt/a;南极冰盖和格陵兰冰盖质量变化趋势分别达到-213.1±10.4Gt/a和-335.7±32.8Gt/a。2005-2015年期间，卫星测高和海洋温盐实测资料得到的全球平均海平面和比容海平面的上升趋势分别为3.3±0.2mm/a和0.8±0.1mm/a;在此期间，全球陆地冰川对全球平均海平面变化的贡献可达到2.0±0.2mm/a，其对全球平均海平面和质量项海平面变化趋势的贡献可分别达到61％和80％，表明其已成为影响全球海平面变化的主要因素。　　(3)联合ICESat和SRTM DEM成功提取高亚洲冰川质量变化趋势，对ICESat和GRACE研究结果做了系统比较分析　　利用ICESat/GLAS数据和SRTM DEM估算了2003-2008年期间高亚洲10个子区域内的冰川高程及质量变化。由于ICESat测高数据精度较高，可用其对SRTMDEM做空间配准和高程相关偏差改正。另外，分析并改正了ICESat高程变化中GLAS饱和影响及地面采样高程分布的影响，并考虑了冰川冰雪密度和表面积变化对ICESat高程-质量转换过程中的影响。研究结果表明，在此期间天山、帕米尔和喀喇昆仑山、喜马拉雅山、藏东南和青藏高原内陆五个子区域内的冰川质量变化趋势分别为-4.8±1.3 Gt/a、0.3±2.8Gt/a、-10.7±1.9Gt/a、-2.8±1.5 Gt/a、-0.3±0.3Gt/a，高亚洲冰川整体的质量变化趋势为-18.3±3.9 Gt/a。对ICESat/GLAS与GRACE同时期得到的冰川质量变化趋势结果做了系统比较分析。结果表明，受各自观测技术的局限性以及冰雪自然变化因素的影响，ICESat与GRACE得到的高亚洲不同子区域内的冰川质量变化趋势结果仍存在较大差异。　　(4)首次利用GRACE数据分离出高亚洲冰川年际振荡时空演变特征，揭示出中亚地区冰川年际振荡成因　　利用多通道奇异谱方法(MSSA)对2002年8月-2015年3月期间GRACE得到的高亚洲14个块域内的冰川年际振荡的时空演变特征做了探讨分析。首次发现高亚洲地区冰川存在显著的6.1a、4.3a和2.3a年际振荡信号，分别占总方差的11.5％，5.1％，3.5％。高亚洲不同块域内的冰川年际振荡信号各有差异，各种年际振荡信号随时间的演变特征亦不相同。将EOF分析和多通道奇异谱方法相结合，重点分析了中亚地区冰川年际振荡的时空变化特征。结果也存在显著的6.1a和2.3a年际振荡信号，分别占总方差的52.4％和4.7％。联合EOF和MSSA对TRMM降水数据进行与GRACE冰川质量变化相同的处理过程，结果表明降水中同样存在显著的6.1a振荡，其占总方差的30.4％。对于6.1a振荡，大部分网格点上（约81％）降水6.1a振荡相位要超前于冰川9-16个月之间，表明降水是引起中亚地区冰川6.1a振荡变化的主要气候因素之一。在以往的冰川质量变化估计过程中，研究人员往往仅顾及趋势项和季节项的影响。本文的研究结果表明高亚洲冰川质量变化趋势呈现出非线性变化，并会受到年际振荡变化的显著调制，这显然会干扰我们对高亚洲冰川质量变化趋势的准确认识，且充分证明获得持续而长期的时变卫星重力观测数据的必要性。