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冰芯冰微构造和组构随深度的演变特征是反应应力和温度等冰物理性质的重要指标。对其特征的分析，可加深对冰盖或冰川流体的流动规律、晶体学材料的晶粒生长机制及其对气候变化响应的理解。时至今日，就此议题的认识仍不充分。由极地冰芯冰的分析，得出两种不同的观点:一是，曾被广泛应用的经典三段范式-沿冰芯轴由顶到底，正常晶粒生长、多边形化作用和应变导致的边界迁移再结晶机制分别主导冰芯的上、中和下三个深度层位;二是，在所有的冰芯深度层位，上述三种晶粒生长机制以不同的比例参与，并且共同作用。本文综合REnland CAp Project冰芯冰(2015年5-6月，在东格陵兰的Renland冰帽-71°18′14″N，26°42′48″W，海拔约2340m-钻取了长584m的透底冰芯)样品的测量、数值模拟和前人的实验室实验结果，提取和分析了该冰芯冰的微构造和组构特征，并且探讨了它们所反应的动力学和气候学意义。为寻求新的气候变化代用指标，本文首次采用取样深部的连续样品观测并系统分析了它们对气候变化的响应。 沿芯轴114.95m-533.96m，由上至下，用冰芯线性扫描仪（分辨率为51μm）记录冰芯的可见层信息，即纯净冰和云段的灰度值(扫描样品段尺寸:长55cm×上表面宽6.5cm×厚3.5cm)。沿芯轴以不等的深度间隔(10m-55m)，制作了84个竖直厚/薄切片(样品尺寸:长约9.0cm×宽约6.5cm×厚约0.9cm;长约9.0cm×宽约6.5cm×厚约0.02-0.04cm)，分别用大尺度微构造扫描仪(分辨率为5μm)和自动组构分析仪G50(分辨率为10μm或20.μm)获取粒径和c轴的统计平均值及（次）晶粒边界图。然后，用Openstereo生成组构分布型极图，用Imagej统计冰气泡数量密度、气泡孔隙度和气泡维度展比。另外，基于FFT粘塑性变形与ELLE再结晶过程的耦合模式，对本冰芯冰粒径和组构随深度的演变进行了数值模拟。 观测和模拟结果显示，该冰芯的受力形式主要是上层单轴压缩应力和下层简单剪切应力。单轴压缩应力和简单剪切应力下的应变率分别约为2.71×10-12s-1和2.71×10-10s-1，其下层变形率高于上层。单轴压缩中的变形可能以扩散蠕变为主，而简单剪切中的变形可能以位错蠕变为主。该冰芯深段中，由于不具同温层热结构，所以，正常粒子生长为主导的生长机制不可能存在。没有多边形化作用的平均晶粒生长率为2.07-3.62mm2/100m;伴有多边形化作用的平均晶粒生长率为1.29-1.52mm2/100m。多边形化作用对晶粒的生长效应显著，但对组构型的演变影响微小，甚至可以忽略。冰组构随深度演化过程中，没有强烈的动力再结晶作用，基面滑动变形可能强于非基面滑动变形。正常粒子生长、多边形化作用和应变导致的边界迁移再结晶三种机制，以不同的比例参与，并共同作用于本芯的所有深度层位。 总体而言，平均粒径随深度逐渐增大，但在多数样品段中有明显的波动。组构总体随深度的演变，反应了冰川或冰盖穹顶的典型演化特征，即组构强度整体随深度不断增大。尽管气候波动也能造成组构强度特征值的突变，但在本研究中，它们之间并不存在稳定的相关性，即气温的升降不一定对应着组构强度的减弱或加强。总体来看，随着温度不断升高，粒径尺寸不断增大，气泡数量密度增大，而气泡孔隙度略微降低，可见层灰度值不断降低。然而，从更小的尺度来看，无论是约500年，还是其他年代际、年际、半年际或季节尺度，晶粒粒径随温度的演变始终不存在与微构造和组构中某一参数值保持恒定的稳态相关性。 对本冰芯冰气泡的研究发现，冬季气泡维度展比相对较集中，即夏季气泡维度展比波动信号强于冬季。因此，气泡维度展比可以辅助冰芯定年到季节时间尺度，进而提高定年的精度和分辨率。它也可以作为新的气候变化代用指标。