昆明呈贡区降水稳定同位素特征及水汽分析

作     者：毕荣鑫 

作者单位：云南师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张虎才

授予年度：2018年

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 

主      题：呈贡区 大气降水 稳定同位素 大气水线 过量氘 印度洋水汽 

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。