洞庭湖流域大气降水氢氧稳定同位素研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 黄一民 |
| 答辩日期 | 2020-04 |
| 文献子类 | 博士后出站报告 |
| 授予单位 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 宋献方 |
| 关键词 | 稳定水同位素 降水 亚热带季风气候 洞庭湖流域 |
| 学位名称 | 博士后 |
| 英文摘要 | 本研究选取亚热带季风气候区的典型流域洞庭湖流域作为研究区域，在流域内长沙对降水事件进行了取样，测定了上述水样的氢、氧同位素，同时结合GNIP长沙站月降水同位素资料及同期卫星反演大气水汽同位素等资料，分析了流域水汽、降水同位素的变化特征以及水汽来源对它们的影响，揭示了厄尔尼诺与台风天气系统对流域降水同位素的影响机制，利用降水过量氘（deuterium excess, 记为d，d=δD-8δ18O）对流域下落雨滴蒸发进行了定量评估。本研究的主要结论有： 1）洞庭湖流域长沙大气水汽中同位素较降水中同位素大为贫化；降水中同位素表现为冬春富集、夏秋贫化，水汽中同位素则表现出春夏富集、秋冬贫化，即降水同位素并非完全受制于水汽同位素；流域冬春水汽、降水中同位素波动明显大于夏秋，这与冬春水汽来源较夏秋复杂、气温波动较夏秋大有关。通过对长沙冬、夏季所有降水事件的水汽输送轨迹的分析发现：夏季降水的水汽主要来源于西南季风和东南季风输送的海洋性气团，降水中同位素贫化；冬季降水的水汽主要来源于西风带输送的大陆性气团，降水中同位素富集。另外，长沙2010~2012 年夏季的水汽输送通量与降水同位素的关系再次证明环流效应是可信的。 2）ENSO对洞庭湖流域降水同位素的影响机制如下：春季，La Nina年源自西太平洋的东南风强盛，其转向为西南风的区域达到印度洋，而El Nino年，东南风转向为西南风的发生区域位于印度洋以东，前者有利于挟带印度洋远源水汽输送至中国东部季风区域，进而造成降水同位素的贫化；夏季，La Nina年印度洋水汽输送在中国南海转为经向继而向北延伸，而El Nino年，源自印度洋的水汽沿纬向穿过南海，在东海转向往北延伸，后者有利于挟带西太平洋的近源水汽输送到中国东部季风区，进而引起降水同位素的富集。 3）就洞庭湖流域不同季节下落雨滴蒸发对降水d的改变来看：当下落雨滴蒸发较弱时（如下落雨滴蒸发比小于5%），下落雨滴蒸发比每增加1%，对应的降水d的减小值在1.19-1.24‰之间，接近1.2‰；当下落雨滴蒸发较强时（如下落雨滴蒸发比大于5%），下落雨滴蒸发比与降水d减小值的线性关系在减弱。总的来看，不同季节中，下落雨滴蒸发比与降水d减小值之间表现出很好的非线性关系。另外，春季和秋季地面降水d相差达到1.62‰，而云底雨滴d值却非常接近，两者相差仅0.48‰，这可能指示流域春季、秋季具有相同的水汽来源。冬、夏季云底雨滴d差异明显（两者相差达9.35‰）则表明此两个季节的降水水汽来源不同。 4）2011 年6 月28 日，台风“海马”在洞庭湖流域内长沙所形成降水的大气水线的斜率和截距均小于长沙夏季大气水线，这与根据同位素分馏理论做出的推测相吻合。台风天气系统影响下的流域降水δ18O值为研究时段内的最低值，这与强降水对重同位素的冲刷有关，而降水d波动明显要小于其他时段，这反映了台风降水的水汽来源较为单一。研究时段内长沙降水d 示踪台风降水前、台风降水中两个阶段水汽来源于西太平洋，水汽输送轨迹也印证了降水d 所示踪的水汽来源情况，如流域台风降水的水汽主要来自前期台风输送至南海北部的西太平洋水汽。台风降水后这一阶段降水中d 指示海洋水汽来源的效果降低，其原因在于海洋水汽输送减少、陆地蒸发旺盛以及下落雨滴蒸发强烈所致。 上述研究成果将有助于亚热带季风气候区降水同位素现象的解释、水资源调查、水汽来源的示踪、云中热量及水分平衡、恢复古气候等。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 70 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/194102]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 黄一民. 洞庭湖流域大气降水氢氧稳定同位素研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院地理科学与资源研究所. 2020. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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