极地海冰是全球气候系统的重要组成部分，被誉为全球气候变化的指示器，在大范围的环境讨论和未来气候预测方面都是不可忽略的一个重要因素。本文根据前人的经验，采用最小二乘法，建立相应辨识南极海冰表面与当地大气温度的相关关系，优化辨识出海冰表面温度依赖于气温的关系式，依据该关系式由气象温度计算出的冰面温度作为南极海冰温度场数值模拟的上边界条件，从而避免应用现场观测冰面温度数据作为上边界条件的所带来的局限性。本文所研究的内容为国家自然科学基金资助项目(NO:41376186)的一部分。本文的主要研究工作总结如下：1、根据我国第21、22次南极科学考察现场观测数据，选取2006年4月份的南极中山站内拉湾海冰观测点实测气温，采用最小二乘法，建立相应的南极海冰表面温度与当地大气温度关系的优化辨识模型，并使用MATLAB软件编程求解。2、以一维海冰热力学模式为基础，重点考虑海冰内部热源项对南极海冰温度变化的影响，建立南极海冰温度场数值模拟问题的系统方程和初边值条件。分别用Crank-Nicolson差分格式和半隐式差分格式（Saul’ev算法），求解一维热传导方程初边值问题，进而数值模拟出相应时间段内南极海冰温度场的变化情况。本文的创新之处是改进了文献[43]中对天然冰温度场数值模拟方法，能同时对冰盖厚度增长及冰内各点温度进行数值模拟。3、通过C++程序求解离散后的热传导方程初边值问题，对南极海冰温度场的变化情况进行了数值模拟。综合分析数值模拟结果，认为用Crank-Nicolson差分格式对其进行离散的方法，相对于用半隐式差分格式进行离散的方法有较高的精度和适用性。