In dieser Habilitationsschrift sind zehn Veröffentlichungen des Autors zusammengestellt, die sich mit der großskaligen Dynamik und Thermodynamik von Eisschilden und Schelfeisen befassen. Eisschilde sind Eismassen mit einer minimalen Fläche von 50.000 km2, die auf festem Land aufliegen, während Schelfeise aus schwimmendem Eis bestehen, das von dem Massenfluss eines angrenzenden Eisschildes gespeist und typischerweise von großen Buchten stabilisiert wird. Zusammen repräsentieren sie den größten Teil der irdischen Kryosphäre. Weiterhin existiert Eis auf der Erde in Form von Gletschern und kleinen Eiskappen, Meereis, Seeeis, Flusseis, Schnee und Grundeis (Permafrost). Für den Mars ist seit langem bekannt, dass beide Pole von Eiskappen bedeckt sind, die im Verlauf der Jahreszeiten wachsen und schrumpfen und im jeweiligen Sommer kleine, remanente Eiskappen zurücklassen. Raumsonden-Missionen der letzten Jahre haben gezeigt, dass die remanenten Eiskappen im obigen Sinne Eisschilde sind. Die Artikel 1 und 2 legen das theoretische Gerüst. Dynamisch/thermodynamische Modellgleichungen für Eisschilde und Schelfeise werden entwickelt, einer Skalierungsanalyse unterworfen und unter der Annahme von kleinen Aspektverhältnissen (Verhältnis der Dicke zur Breite) vereinfacht. Die resultierenden Gleichungssysteme werden als Flacheisannahme (shallow ice approximation, SIA) bzw. Flachschelfannahme (shallow shelf approximation, SSA) bezeichnet. Für Eisschilde wird das Computermodell SICOPOLIS (SImulation COde for POLythermal Ice Sheets) vorgestellt, welches die SIA-Gleichungen prognostisch und dreidimensional mit Finite-Differenzen-Methoden löst. Die Artikel 3, 4, 5 befassen sich mit paläoklimatischen Simulationen des grönländischen Eisschildes über zwei Klimazyklen mit dem Eisschildmodell SICOPOLIS, angetrieben durch die Paläotemperatur-Rekonstruktion des GRIP-Eisbohrkerns. Das Augenmerk liegt dabei auf der Region um Summit, den höchsten Punkt des grönländischen Eisschildes. Simulationen mit dem Zweck, die Reaktion des grönländischen Eisschildes auf den zukünftigen Treibhauseffekt vorherzusagen, sind das Ziel von Artikel 6. Für Artikel 7 wird das Eisschildmodell SICOPOLIS so modifiziert, dass es für Modellstudien der Paläo-Vereisung der gesamten Nordhemisphäre angewendet werden kann. Ähnlich zu den Artikeln 3, 4, 5 werden Simulationen über 250.000 Jahre Klimageschichte durchgeführt, angetrieben durch Temperaturrekonstruktionen des zentralgrönländischen GRIP- bzw. des ostantarktischen Vostok-Eisbohrkerns. Die zweiteilige Studie der Artikel 8 und 9 befasst sich mit Simulationen des antarktischen Eisschildes, um Modellunterstützung für den geplanten Eisbohrkern im westlichen Königin-Maud-Land im Rahmen des Europäischen Eisbohrprojektes in der Antarktis (European Project for Ice Coring in Antarctica, EPICA) bereitzustellen. Schließlich geht es in Artikel 10 als extraterrestrische Anwendung der Eisschildmodellierung um Simulationen der permanenten nordpolaren H2O-Eiskappe des Mars über die letzten Millionen Jahre in Reaktion auf orbitale Zyklen.