昆明呈贡区降水稳定同位素特征及水汽分析

发布时间：2020-06-28 19:32

【摘要】：季风区降水稳定同位素组成特征,反映了降水水汽的形成、输送和降落过程,是季风区气候环境特征、热带海洋蒸发强度、大气环流作用等多因素作用下的结果。它涵盖了从热带海洋至大陆内部,从海平面至高空的大量气候信息,同时也记录了水循环、大气循环的特定模式及演化过程。深入研究季风区降水稳定同位素组成及其变化,对反演古环境特征、讨论气象变化及古气候恢复提供了重要的理论支持和依据,对应对全球变化及生态环境规划有着指导意义。本文通过对云南省昆明市呈贡区自2013年4月至2017年9月期间大气降水稳定同位素的连续取样监测,分析昆明市呈贡区降水稳定同位素特征并探讨当地降水同位素受部分气象因子影响程度,同时根据GNIP所提供的其他城市降水资料进行对比,讨论不同水汽源对影响呈贡地区降水稳定同位素的影响程度,并分析主要水汽的来源路径特征,初步得出以下结论,(1)呈贡地区不同季节降水水汽来源不同,水汽源的差异决定了当地降水季节变化非常明显,整体而言雨季(每年5-10月)同位素组成偏负、旱季(每年11月至次年4月)降水同位素偏正。当地降水稳定同位素受气象因素的影响表现为明显的降水量效应,降水量效应在年尺度、月尺度及日尺度均有表现,温度效应影响较小。(2)在持续两日及以上的连续降水事件中,我们分析发现存在后一天降水量相对较小但降水同位素更负的“反降水量效应”现象存在,这是水汽在重力分馏下同位素不断贫化的结果,这种贫化作用在一天内持续降水中也有表现。(3)由于冬季西伯利亚季风带来的水汽有着较低的同位素比率及较高的过量氘。受准静止锋影响,北方冷空气很难到达呈贡地区,在冷空气较强年份,呈贡地区降水受北冰洋水汽影响,同位素组成偏负且过量氘较高。每年夏季,来自太平洋台风活动给呈贡地区带来大量降水,同位素组成也相对偏低。ENSO事件对这一地区降水同位素组成的影响冬季更为明显,夏季则并不突出。不同水汽源形成的降水其大气水线和过量氘都有较为明显的差异。(4)西南季风区降水同位素分布具有较强空间特征,季风降水沿热带海岛—热带沿海城市—半岛城市—内陆城市这一顺序同位素组成不断降低,表现处较为突出的大陆效应,这是季风水汽在运移过程中不断地重力分馏所引起的。(5)印度洋水汽主要包括孟加拉湾、阿拉伯海两个水汽通道,孟加拉湾水汽是呈贡地区、我国西南地区主要水汽来源,阿拉伯海通道的水汽受山脉阻挡作用,对呈贡地区降水影响较小,同时,在这一地区形成的降水更为偏负。
【学位授予单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P426
【图文】：

过程图,瑞利分馏,水汽凝结,过程

图 1.1 25℃条件下水汽凝结的瑞利分馏过程[20]结是一个典型的瑞利分馏过程。在水汽凝结的过程中，及2H 更易于凝结并优先降落，脱离系统后也不再与系统18O 与2H 不断贫化，而16O 与1H 逐渐富集。分馏馏的假设，我们大多数是在平衡条件下进行的，但瑞利过程中才可能出现。蒸发和凝结是水汽相变过程中互逆的凝结可以认为基本上是一个完全的瑞利分馏过程，这过程基本在相对湿度为 100％的情况下进行。但蒸发环境响到蒸发水汽与周围水汽之间的同位素交换反应，这是之为动力分馏。面气温、风速、气压以及盐度等因素都会对动力分馏过程，对动力分馏影响最大的还是相对湿度，相对湿度越低

蒸发过程,相对湿度,水体,海洋水

7图 1.2 水体蒸发过程中过量氘（d）与相对湿度之间的关系出，在全球尺度下，d 值随相对湿度的增大而减小，因而可以的干湿状况。一般而言，低纬度来的海洋水汽 d 值较小，而水汽 d 值偏大。根本上说，降水中 d 值的变化是由于水汽在发生的平衡分馏和动力分馏引起的，它的大小在一定程度上气湿度、水汽输送路径及海洋水汽蒸发等[27-28]。因而 d 值可并反演水汽变化特征。1.3国内外研究进展针对降水同位素的有组织观测始于上世纪 60 年代。1961 年，InternationalAtomic EnergyAgency，IAEA）和世界气象组织

【参考文献】