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[期刊] 地理科学进展
[作者]
刘灵灵 张明军 王志兰 车存伟 田媛媛 鲁睿
降水稳定同位素是研究水文循环和气候变化的重要指标，然而，对不同类型降水同位素的昼夜变化研究仍然较少。论文基于2019年4月至2022年10月兰州市实测的降水稳定同位素资料及相关气象数据，利用HYSPLIT后向轨迹模型，系统研究了不同降水类型（对流降水、层状降水）条件下稳定同位素的变化特征和昼夜差异，并对水汽来源进行了追踪。结果表明：（1）降水中δ2H和δ18O均呈现出先富集再贫化的趋势，而对流降水中d-excess在白天呈现出先贫化后富集、夜间呈持续贫化的趋势，层状降水中d-excess均呈现出先贫化后富集的趋势。（2）夜间对流降水的局地大气水线斜率（8.01）和截距（15.55）最大且更接近于全球大气水线，白天层状降水的局地大气水线斜率（6.81）和截距（4.08）最小，表明层状降水更容易受到蒸发分馏的影响。（3）气温与δ18O值均呈现出正相关关系，且对白天层状降水同位素值的影响最显著（r=0.59,P<0.01）；相对湿度与δ18O值之间呈现出显著的负相关关系，且对夜间对流性降水同位素值的影响最显著（r=-0.52,P<0.01）；降水量与降水同位素在白天不存在显著相关性，夜间呈现出负相关关系（r=-0.26,P<0.05）。（4）兰州市夏半年（4—10月）产生降水的水汽主要来源于中亚以及蒙古等北方地区，通过西风带与大陆性气团的控制输送至兰州，仅有少部分受到西南季风的影响。研究结果可以为探究影响干旱区降水同位素变化的关键驱动因素提供一个新的视角，且对现代气候研究和水资源管理也具有重要的意义。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
柳鉴容 宋献方 袁国富 孙晓敏 刘鑫 侯士彬
我国南部地区夏季降水多受季风影响。不同的季风将来自不同通道的水汽带入我国境内,控制降水的时空分布。论文利用CHNIP(中国大气降水同位素网络)中位于南部地区的观测站点,在2005年7月间,收集了月大气降水样及同步观测的气象数据。分析表明,降水中稳定氢氧同位素的空间分布可以很好地示踪和反演该地区夏季季风降水的3个主要水汽来源以及传输路径——体现南亚季风的西南水汽通道、体现南海季风的南海水汽通道及体现副热带季风的东南水汽通道。得到的大气降水线方程:δD=5.15δ18O-15.5反映了我国南部地区的降水过程历经了一定的蒸发。对δ18O与各环境因子的关系进行探讨时发现,δ18O与降雨量和高程存在对数...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
郭政昇 郑国璋 赵培 肖杰
利用黄河中游地区9个站点的降水同位素数据,分析其时空分布特征及环境效应,并模拟代表站点的气团运移轨迹,利用OLR技术研究水汽源区变化及输送过程对夏半年降水稳定同位素的影响。结果表明:δ18O有着较为明显的季节性变化规律,春夏较低,秋冬较高;空间分布则呈由东南向西北升高的趋势。大气降水线方程表现出明显的过渡性区位特征,降水量效应较为显著。水汽主要通过西北与东南两个水汽通道输送,东向水汽与青藏高原的热力、动力性质对流域的水源差异产生了较大影响。水汽源区变化与对流层中上部水汽含量场都与稳定同位素特征有着较强的对应关系,8、9月形成于西太平洋的热带辐合带(ITCZ)使东南季风成为夏季黄河中游地区主要的水汽输送通道。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
宋春林 孙向阳 王根绪
为揭示青藏高原东南缘贡嘎山地区的大气降水稳定同位素特征和水汽来源，利用贡嘎山东坡亚高山地区２０１２年５月至１０月实测的大气降水稳定氢氧同位素和气象资料，分析了贡嘎山地区的降水线特征、降水稳定氢氧同位素时空分异特征及其与气候因子之间的关系和氘盈余特征，并运用ＨＹＳＰＬＩＴ模型探讨了该区的水汽来源特点。结果表明：贡嘎山亚高山地区大气降水线方程为δＤ＝９．４０１ ９×δ１８ Ｏ＋２８．５３０ ３（‰）（Ｒ２＝０．９８３ ３，Ｐ＜０．００１），反映了该区湿润、多雨、气温较低的气候特点；该区大气降水稳定氢氧同位素季节变化明显，雨季先降低后升高；降水中氢氧同位素的高程效应显著且存在季节差异；降水稳定氢氧同．．．
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
李维杰 王建力 王家录
为阐明西南地区不同地形对于降水稳定同位素的影响以及各个水汽团在地理上的分界线,选取四川盆地、云贵高原、青藏高原东部及横断山脉3个地区共10个研究点作为本次研究的对象,分析了西南地区大气降水中δD、δ18O的时空变化特征,并初步建立了3个地区大气降水线,探讨了降水稳定同位素与温度、降水量及水汽来源之间的关系,并利用HYSPLIT4.9模型分析追踪冬夏半年降水事件的水汽来源及运移路径。结果表明:西南地区降水稳定同位素存在显著的高程效应;δ~(18)O=-0.0028H-3.93,R=0.89,降水中δ~(18)O和δD值表现出由四川盆地—云贵高原—青藏高原东部与横断山脉地区逐渐贫化的趋势,季节变化规律特征为冬半年整体偏重,而夏半年整体偏轻。同时西南地区除昆明与成都地区外,d值整体上表现出夏低冬高的特征,符合我国季风降水影响区域的特点。3处地区大气降水线(LMWL)与全球大气降水线(GMWL)相比,四川盆地、青藏高原东部及横断山脉地区斜率与截距明显偏小,而云贵高原斜率与截距偏大,其主要与水汽凝结时温度、蒸发条件、水汽来源以及输送方式有关。温度效应和降水量效应在不同地区主导性存在差异,四川盆地地区、云贵高原地区、青藏高原东部以及横断山脉地区整体上不存在温度效应,存在显著降水量效应。西南各地区主导型水汽团也存在差异性,通过对不同地区冬夏季风期间主导型水汽团初步分析,受单一性水汽团影响的区域主要分布于西南部与东北部,而受多种水汽团影响的区域主要分布于西北部与东南部;贵阳-安顺一线处于西太平洋水汽团与孟加拉湾水汽团交界处,成都-卧龙-黄龙一线处于西太平洋水汽团与西风带水汽团的交界处。
[期刊] 资源科学
[作者]
侯士彬 宋献方 于静洁 刘鑫 张广英
本研究以位于太行山区北部的河北易县崇陵流域为对象,对流域内三种典型植被(荒草、刺槐林、侧柏林)下不同深度土层的土壤水及流域内降水进行同步观测及取样,室内进行稳定同位素氘和氧-18含量测定,以18O为例对降水入渗过程中的稳定同位素变化进行了研究。通过对2004年的数据进行分析,获得崇陵流域当地大气降水线(δD=6.2441δ8O-7.158,R2=0.7727,n=55),其降水中稳定同位素时间变化波动较大且缺少规律性,降水中稳定同位素含量同降水量呈二次相关关系,大于15mm的降水雨量效应较显著。土壤水中的稳定同位素较降水普遍富集,其中荒草地土壤水中稳定同位素值较刺槐林地和侧柏林地整体偏高,表现...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
赵诗坤 庞朔光 文蓉 刘忠方
云底二次蒸发导致的同位素动力分馏可显著影响观测的降水同位素组成和大气水线。本文利用海河流域7个监测站点的降水δ2H和δ18O数据,分析了云底二次蒸发对流域降水同位素的影响。结果表明:流域降雨水样的大气水线为δ2H=7.19δ18O-0.74,显著不同于降雪水样的大气水线(δ2H=8.42δ18O+15.88);流域降雨,特别是小降雨(
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
吴华武 章新平 孙广禄 黄一民 申林 郭丽香
根据2010年1月～2011年2月长沙地区日降水中δD、δ18 O资料,分析了该地区天气尺度下降水中δD、δ18 O变化特征。结果表明:在天气尺度下长沙地区大气降水中δ18 O与降水量、水汽压、温度及相对湿度之间存在显著的负相关关系,表明该地区降水中δ18 O的变化具有显著的降水量效应、湿度效应及反温度效应。长沙地区的大气降水线为:δD=8.38δ18 O+17.3,该方程与GNIP(Globe Network of Isotopes in Precipitation)提供的长沙在月尺度下所得到的大气水线方程的斜率和截距相近,但斜率和截距都比GMWL(Globe Meteoric Water ...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
章新平 孙维贞 刘晶淼
位于西南水汽通道上的昆明站降水中的稳定同位素比率具有显著的季节变化。旱季(11~4月)降水中平均δ18O明显高于雨季(5~10月)。显著的降水量效应说明昆明站降水的水汽主要来源于低纬度海洋。与全球大气水线相比,昆明站大气水线的斜率和常数项均较小。这与雨滴在未饱和大气中降落时重同位素的蒸发富集作用有关。统计分析显示,近地面温度露点差ΔTd与降水中稳定同位素比率存在显著的正相关关系。在旱季,受大陆性气团的影响,空气干燥,降水量小,大气中ΔTd大,因此蒸发强,重同位素的富集作用强,从而降水中稳定同位素比率高;在雨季,受来自海洋水汽的影响,空气湿润,降水量大,大气中ΔTd小,因此蒸发弱,重同位素的富集...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
黄一民 章新平 唐方雨 吴华武 张剑明
基于2010年1月1日至2012年5月31日长沙日降水同位素资料,对长沙降水中稳定同位素、过量氘(记为d)的变化特征以及它们与降水、温度和湿度的关系进行了分析。研究发现:①在季风系统下,降水中稳定同位素、d均具有明显的季节变化,表现出夏半年的低值与冬半年的高值交替变化的特点;②降水中稳定同位素在不同时段均存在降水量效应和湿度效应,另外,夏半年中表现为反温度效应,冬半年则表现出温度效应;③综合考虑降水中d和δ18O与大气湿度的关系,可认为影响长沙降水中稳定同位素变化的主要原因与降水的气团性质有关。夏半年中,夏季风盛行,降水的水汽主要来源于西南季风、东南季风所携带的海洋水汽,空气湿度大,d小,重同...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
陈琦 郭锦荣 李超 王翰琨 吴春生 邓文平 刘苑秋 叶清 李晓东
氢氧稳定同位素技术被广泛用来研究水循环过程中的水汽来源、水量平衡及不同水体间的补给关系。以2016年4月至2017年4月在庐山地区三个不同研究点(庐山西北面莲花镇,山顶牯岭镇和东南面海会镇)采集的102个次降水样品同位素资料为基础,应用线性回归分析和对比分析等方法,对庐山地区大气降水中氢氧稳定同位素和氘盈余的时空分布特征及大气水汽来源进行了研究。结果发现:庐山地区夏半年降水中的稳定同位素值δ18O平均值(-6.1‰)小于冬半年(-4.8‰);氢氧同位素特征和氘盈余呈现明显的季节差异;平均氘盈余值(10.6‰)大于全球大部分地区的评估值(10.0‰);当地大气降水线(LMWL)δD=7.45δ18O+8.36与全球大气降水线(GMWL)δD=8δ18O+10相比,其斜率和截距均偏小。结合HYSPLIT后向轨迹模型分析同位素特征发现,庐山地区大气水汽夏半年主要来源于低纬度南海和印度洋,冬半年来自于干燥的华北和西北内陆;局地水汽影响和地理位置差异导致了降雨同位素特征的空间差异性。本研究可为今后展开庐山地区水循环过程的研究提供科学依据。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
王鹏 宋献方 袁瑞强 韩冬梅 张应华 张兵
农作物耗水规律的研究对提高农业用水效率,缓解我国华北地区的水资源短缺现状具有重要意义。论文基于水文监测与氢氧稳定同位素方法,以山西省运城市董村农场为例,研究了夏玉米在不同生长期的根系吸水深度变化,以及农田灌溉条件下SPAC系统的水分通量。研究结果表明,夏玉米拔节期、开花期和成熟期的主要根系吸水深度分别为0～20 cm(96%～99%)、20～50 cm(58%～85%)、0～20 cm(69%～76%),在整个生长期内存在着先由浅变深,后由深变浅的规律;夏玉米漫灌后,蒸腾量占蒸散发量的71.3%,深层入渗损失量占到灌溉水量的43.3%,灌溉水的利用率仅为40.4%,应采取措施减小深层入渗量以提...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
李广 章新平 张新主 吴华武 孙广禄 黄一民
为了揭示腾冲地区降水中氢氧稳定同位素特征,利用2009年1月~2011年12月腾冲地区339个降水样品资料,对降水中的氢、氧同位素组成及其影响因素进行了分析和研究。结果表明:腾冲地区大气降水中δ18 O值变化范围为-26.78‰~4.05‰,δD值变化范围为-200.95‰~36.89‰,均处于全球降水δ18 O与δD值变化范围内。天气尺度下,腾冲地区降水中δ18 O的变化具有显著的降水量效应以及反温度效应。但是,在季风降水期间,如果相邻两天都有降水发生时,腾冲地区降水中δ18 O值变化并不一定遵循"降水量效应"。利用ECMWF(European Centre for Medium-Range...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
吴夏 朱晓燕 张美良 白晓 张碧云
大气降水中δD、δ18 O主要受到温度、纬度、高程、降雨量等多种环境因素影响。通过对桂林地区2010年大气降水进行δD、δ18 O分析测试,获得δD的分布范围:29.05‰～-96.27‰;δ18 O的分布范围:-0.2‰～-12.96‰。研究结果表明桂林地区大气降水的δ18 O与所受季风类型存在明显联系:由于夏季研究地区主要受到东亚(东南)夏季风影响,水汽团在运移过程中因强烈降水导致水汽中δD、δ18 O连续被贫化,其结果是夏季降水的δD、δ18 O普遍偏轻于冬季降水。通过建立该地区大气降水线方程:δD=8.87δ18 O+15.49,揭示出该区域温润多雨的气候特征。此外,过量氘(d=δD-...
关键词：
大气降水 氢同位素 氧同位素 季节性变化
[期刊] 林业科学
[作者]
徐庆 安树青 刘世荣 蒋有绪 崔军
应用稳定氢同位素技术对四川卧龙巴郎山亚高山暗针叶林不同降水条件下3群落类型中降水、林冠穿透水和壤中流的变化动态进行跟踪研究。结果表明:降水δD与降雨量负相关显著(R2=0.456,p=0.043),降雨氢同位素存在显著的雨量效应。降水δD与林冠穿透水δD差异不显著(p=0.863)。壤中流δD与降水δD有明显差异(p=0.049),表明壤中流补给来源是降水,但不一定是当日当次降水直接补给。降水量的升高或降低引起壤中流δD升高或降低。当降水量0～10mm时,影响在降雨后第4天发生;当降水量在10～20mm时,影响在降雨第2～3天后发生;当降水量在20～30mm时,影响在降雨1～2天后发生。显示出...
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