基于GCM模拟的西北干旱区降水稳定氢氧同位素时空特征研究

发布时间：2020-06-20 18:11

【摘要】：降水稳定氢氧同位素是水分子的重要组成部分,也是水循环过程的重要环节。本文选取了1986-2003年GNIP实测数据以及GISS-E (MERRA)、GISS-E (NCEP)、isoGSM(NCEP)、LMDZ (free)、LMDZ (ECMWF)和MIROC (free) 6种GCM模拟数据对比研究了西北干旱区降水中稳定氢氧同位素中的δδ~(18)O和δD的变化特征,分别就月均变化、年均变化、夏季和冬季变化、年际变化、空间变化、空间倾向率和显著性变化、大气水线变化以及与气象要素气温之间的相关性变化进行了探讨研究,结论如下：(1)6种GCM模式模拟得到的δ~(18)O和δD的月均变化、年均变化、夏季和冬季变化都很显著地呈现出了季节变化的特征,夏季δ~(18)O和δD值要明显高于冬季,并且逐月最小值一般出现在12月或者1月份,而最大值一般出现在7月或者8月。年均δ~(18)O和δD的变化趋势线一般都集中在夏季和冬季之间,并且除了LMDZ (free)模拟的δ~(18)O和δD的变化趋势特别明显之外,其余各模式均呈现和缓的波动趋势。(2)6种GCM模式模拟得到的δ~(18)O和δD的空间分布特征、空间倾向率和显著性变化也同样呈现出了显著地季节变化的特征。夏季δ~(18)O和δD值明显高于冬季,而年均δ~(18)O和δD值则变化迥异,各模式之间差别明显。夏季δ~(18)O和δD在新疆西部地区富集,这可能与夏季西风输送的水汽有关。冬季δ~(18)O和δD在新疆西部地区出现贫化,中东部地区δ~(18)O和δD值开始增大,说明冬季受到了西伯利亚水汽的影响。各模式模拟得到的年均、夏季和冬季倾向率也表现出显著地季节变化,冬季的显著性普遍比夏季和年均更明显,并且6种GCM模式相比之下,GISS-E (MERRA)和GISS-E (NCEP)两种模式的模拟效果更好。(3)基于GNIP实测数据得到的1986-2003年乌鲁木齐、张掖和和田δ~(18)O和δD的年际变化虽然数据不连续,但年际变化特征却很明显,乌鲁木齐、张掖和和田均有上升的趋势,并且张掖的年际倾向率最大,同时通过了0.01的显著性检验。基于GCM模式数据得到的1986-2003年三个同位素监测站点的年际变化,除了isoGSM (NCEP)模拟的年际变化趋势特别明显之外,其余模式均表现出和缓的态势。(4)基于GNIP实测数据和GCM模拟数据所得的乌鲁木齐、张掖和和田的大气水线中,和田的δ~(18)O与δD相关性最好,张掖居中,而乌鲁木齐则最差；并且两种数据所得的乌鲁木齐、张掖和和田的大气水线倾向率均除了LMDZ(ECMWF)模拟的5.8856之外,其余的均大于6.7636,且r2均大于0.9,通过了0.0001的显著性检验。总之,6种GCM模式模拟得到的大气水线倾向率和显著性特征,GISS-E (NCEP)模拟效果与GNIP的更为相似。(5)基于GCM模拟数据得到的西北干旱区δ~(18)O、δD与气温之间存在明显的正相关性,甚至GISS-E (NCEP)模式模拟出了和田与气温之间的相关性更优于张掖和乌鲁木齐与气温之间的相关性。除了LMDZ (free)模式模拟的温度效应较弱之外,其余GCM模式能够模拟出西北干旱区δ~(18)O、δD与气温之间较强的相关性。
【学位授予单位】：西北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P426.614
【图文】：

总面 占到了全 总面 的 47.3%， 储 占全 的 55%1.5 植被土壤西 旱区的地貌类型 要 高大的山地 山间盆地等 因 ，植被 因的地理 境显得稀疏，覆盖率 ，植物种类少 疆的塔 木盆地 准噶尔和河西走廊地区拥 的高山物种总 到 1000 余种，和青 高原交界处的山等仅拥 300 种以内的高山物种，而 山 超过了 2500 种，祁 山拥 1种高山物种 种常 旱少雨的气候使得植被稀疏，并 对 土过程 母 累过程都产生了很大的影响， 西 旱区多风沙 气，使得地表的风用和侵蚀作用都比较强，土壤的 机质含 土过程缓慢，容易形 西 旱区的土壤 到了风 作用 侵蚀搬 作用 生物的淋溶作用 地阻挡作用等使得 区的土壤是 型地带性土壤 在荒漠地区形 了棕钙土土等，盆地戈壁地区 形 棕漠土等，绿洲地区 部 的灌耕土等的文振旺，1965

2 GNIP 数据全球降水 素 测网 GNIP 是全球尺度 降水稳 素时空 特的 本空间数据的系统性 合 Ichiyanagi，2014 本文选 了 于 GNIP的西 旱区 1986-2003 鲁木齐 43.78°N，87.62°E，918 m 掖 38.93°N，100.43°E，1483 m 和和 37.13°N，79.93°E，1375 m 的 δ18O 和 δD 2-13 气象数据本文选择了 家气象信息中心气象资料室提供的 1986-2003 西 旱区的 个 测站点 鲁木齐 掖和和 的降水 气温 纬度等信息 2-2是 1986-2003 鲁木齐， 掖和和 均气温和降水 情况 个站点的均气温 别是 7.2℃ 7.7℃和 12.9℃，而 均降水 别是 308.4 mm 128.1 mm和 58.7 mm 鉴于 鲁木齐 掖和和 的气温较高值 中在 5-9 ，因 们将 5-9 义 暖季

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本文编号：2722775