青藏高原南部羊卓雍错流域降水稳定同位素与大尺度大气环流关系研究

发布时间：2020-10-22 02:29

　　青藏高原是世界屋脊、地球的第三极,处于西风带和印度季风的交界带,通过热力和动力作用对局地和全球气候发挥重要作用,并因其独特的地理状况成为气候变化的敏感指示器。气候变化对水循环的影响是当前学术界关注的热点。氢氧稳定同位素作为天然指示剂,被广泛应用于水文循环研究中。保存在不同介质中的同位素信息,包括冰芯、石笋、树轮、湖底沉积物,是研究现代气候、古气候以及水文循环的重要载体,是重建过去温度变化的重要手段。现代降水稳定同位素及关键影响因子的研究是重建过去气候环境变化的基础,越来越多的研究表明,除了局地的气候条件之外,大尺度大气环流的波动对控制降水同位素变化有更加显著的作用。特别是在中低纬度地区,大尺度大气环流波动是影响降水年际变化的主要控制因子之一。大气环流变化如何影响亚洲季风区降水同位素变化是当前全球降水同位素研究的新方向之一。降水稳定同位素受水汽来源、水汽传输过程中的降水过程、降水时当地的气象条件等的综合影响。特别是季风区,水循环过程如何控制降水同位素变化,我们在认识上仍存在不足之处,如何甄别当地气象条件与大尺度大气环流的不同影响,也仍待取得突破。为此,我们基于2004年到2016年收集的青藏高原南部羊卓雍错流域降水稳定同位素连续观测数据,结合欧洲天气预报中心的ERA-Interim再分析数据,分析了该流域降水稳定同位素与大尺度大气环流气象要素之间的相关性,并首次开创性地开展了青藏高原南部就是稳定同位素降水量效应与对流活动中云量关系的研究。本论文利用大尺度云量、局地云量与降水稳定同位素的不同特征,分析大尺度大气环流如何通过对流活动的强弱变化和水汽输送过程影响青藏高原南部印度季风区降水稳定同位素的变化,并对比分析局地及大尺度大气环流对降水稳定同位素的影响程度。论文取得的主要结果如下:(1)阐明了青藏高原南部季风区羊卓雍错流域降水稳定同位素变化特征:观测期间δ18O变化范围为-29.16‰~5.15‰,平均值为-15.08‰,降水中δ2H和δ18O变化具有同步性,降水集中在夏季(5-9月),年内降水稳定同位素高低值之间相差较大;建立了该流域大气降水线,其方程为δ2H=8.31δ18O+10.04(R2=0.97,p0.01),与全球大气降水线接近;(2)通过降水稳定同位素与大尺度气象因子相关分析研究,发现了ECMWF获得的云量与青藏高原南部羊卓雍错流域降水稳定同位素的显著相关性,相关性显著区域为印度中部到北部地区,并分析了它们与大尺度大气环流模式的关系及影响机制;(3)揭示了控制羊卓雍错流域降水稳定同位素的主要影响因子。青藏高原南部羊卓雍错流域降水同位素季节变化(降水量效应)主要与强对流的发生有关,而不是局地的气候条件。利用HYSPLIT追踪的羊卓雍错流域浪卡子气象站水汽来源显示:季风期(5-9月)有约占91%的湿润水汽随印度季风输送到羊卓雍错流域,构成全年的主要降水。羊卓雍错流域降水稳定同位素表现出弱的降水量效应和弱的温度效应,与局地风速、日照时长等局地气象要素的相关性不显著,因此局地气象要素只是羊卓雍错流域降水稳定同位素变化的次要影响因素,羊卓雍错流域降水δ18O与大尺度对流活动关系更为密切。本文结论提高了对季风区降水稳定同位素的控制因素的理解,也为研究在印度季风区获得的同位素信息的古气候记录意义提高了更多科学依据。
【学位单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P339;P467
【部分图文】：