在冰川能量-物质平衡模拟中融合和同化多源优质数据是在更长时间维度上认识冰川变化的重要途径,这对于快速有效的应对气候变暖背景下冰川的剧烈变化及其所带来的影响方面意义重大。本文基于评估和订正后的高亚洲精细再分析数据集（HAR v2）,利用COSIMA能量-物质平衡模型系统分析了祁连山典型冰川-老虎沟12号冰川消融区2012年物质和能量交换过程及其对气候变化的响应特征,并在此基础上首次重建了冰川消融区以及整条冰川1991-2020年的能量和物质平衡长时间序列。研究结果表明:（1）HAR v2数据与该冰川消融区的气象观测资料吻合良好,但2m相对湿度在冬春季存在轻微的高估,固态降水全年存在系统性高估现象。2012年冰川消融区模拟年累积物质平衡为-2332.9 mm w.e.。净短波辐射和感热通量是冰川消融的主要能量来源,占比分别为90.1%、9.9%,净长波辐射是能量的主要输出项（58.6%）,其次是消融耗热（24.6%）、潜热通量（14.0%）和地热通量（2.8%）。（2）敏感性实验表明,冰川物质平衡对气温变化的响应更为敏感,而且冰川对降水总体上保持线性响应,但对气温的响应是非线性的,气温越低（高）,物质亏损量将更小（大）,这与气温降低（升高）时相应的固态降水比例增多（减少）有关。（3）消融区单点的能量-物质平衡模型研究表明,近30年冰川表面能量收入项中净短波辐射、感热通量平均占比分别为89.2%、10.8%,而能量支出项中净长波辐射、消融耗热、潜热通量和地热通量平均占比依次为58.6%、26.5%、12.4%和2.5%。该冰川消融区长期处于物质高亏损状态,多年平均消融量为-2391.7 mm w.e.,除1992、1993和2003年消融微弱外,其它年份物质亏损均比较剧烈。在云量以及气温、相对湿度、风速等其他气象因素影响下,净短波辐射的变幅大大超过感热通量、净长波辐射和潜热通量等能量项的变幅是消融强弱年形成的主要原因。此外,固态降水也是制约冰川物质平衡的重要原因。（4）分布式能量-物质平衡模拟显示,除个别年份存在物质盈余外（如1992、1993与2003年）,1991-2020年老虎沟12号冰川绝大多数年份以物质亏损为主,故该冰川总体处于物质亏损状态,且呈现亏损加剧的趋势。近30年冰川多年平均物质亏损量为-422.3mm w.e.,特别是2001、2013和2020年亏损最为剧烈。（5）以5年为时间尺度分析冰川物质平衡对当前气候变化的响应特征发现,1991-1995年多年平均气温为六个时段中最低值（-9.5℃）,加之降水量偏大,故该时段物质平衡亏损量为六个时段中最小（-125.3 mm w.e.）;1996-2000年和2006-2010年,由于气温上升,加之降水量减少的叠加效应,冰川物质亏损加剧;相反地,2001-2005年由于多年平均气温回落（0.2℃）,加之多年平均降水量为六个时段中最大,故该时段物质亏损量较小（-172.3 mm w.e.）;2010-2015年物质亏损量为六个时段中最大（-685.9 mm w.e.）,该时段气温的下降并没有弥补降水显著减少所引起的冰川物质亏损加剧;2015-2020年,由于降水量的增加（46.5 mm）弥补了部分由气温显著上升造成的物质亏损,故该时段物质亏损量较前五年偏小123.6 mm w.e.。（6）净短波辐射是老虎沟12号冰川表面能量最主要的收入项,并且表现出夏高冬低的季节变化特点;热传导通量在春秋为能量支出项,夏冬为能量收入项;冰川表面能量最主要的支出项为净长波辐射,且整体呈现春秋高、夏冬低的季节变化特征;透射短波辐射与净短波辐射的变化趋势与特征基本一致。受以上各能量项的共同影响,冰川区消融耗热主要集中于6-9月份,在8月份达到峰值。（7）能量收支分析表明,消融耗热增加（减少）是引起冰川消融加剧（减缓）的直接原因。1991-2020年冰川表面能量收入项中净短波辐射（108.3 W/m~2）与感热通量（1.9 W/m~2）所占比重分别为98.3%和1.7%。而能量支出项中净长波辐射（-54.19 W/m~2）、潜热通量（-12.26W/m~2）、消融耗热（-7.62 W/m~2）和地热通量（-1.03 W/m~2）所占的比重依次为72.2%、16.3%、10.1%和1.4%,净长波辐射仍然是主要能量支出项。