玉龙山白水1号冰川区大气降水-冰雪-水文系统内δ18O研究的新结果

应用稳定同位素指示方法研究大气降水、冰雪和地表径流变化过程,是冰川学家、气候学家和水文学家共同感兴趣的课题之一［1～6］. 90年代开始,我国学者较详细地研究了青藏高原内陆大气降水中稳定同位素的分布和水文循环特征［7, 8］,认为水汽来源是影响青藏高原降水中δ18O值的重要因素. 在大陆气团的影响下,青藏高原降水中δ18O与温度变化同步,即所谓“温度效应”. 但在源于海洋的暖湿气流影响下,特别在季风气候区,降水中δ18O与降水量和温度存在着负相关关系,即所谓“降水量效应”. 在我国西部的广大冰川分布区,占总面积的22%为南亚季风控制的温冰川(即海洋型冰川),过去由于种种原因对季风温冰川区稳定同位素的研究报道较少. 为填补这方面的科学研究空白,我们曾于1999年6月赴欧亚大陆最南的温冰川分布区玉龙山,首次开展了本区的冰芯研究［9］. 在钻取冰芯的同时,还全面采集了冰川区不同水体, 即表面积雪、夏季降水、冰川融水和冰川补给径流的样品,进行了δ18O的测定［10］. 结果表明,雪线以上积雪中的δ18O值比雪线以下积雪内的δ18O值为高,低海拔冰川补给径流比高海拔冰川融水的δ18O浓度为低,夏季降雨中δ18O值最低. 这种分布特征说明本区局部大气环流状况随时间和高度而变化,存在着季风气候区所特有的“降水量效应”. 为进一步证实该结果,我们于2000年7月又在玉龙山进行了更为详细的工作：在白水1号冰川积累区海拔5 000 m, 4 900 m和4 700 m处开挖了3个深度分别为3.1 m, 2.6 m和2.0 m的雪坑,采样77个; 沿海拔5 000～4 500 m采集了18个表面积雪样品; 雪线以下采集了数十个冰川融水样品; 分不同高度和日期采集了数十个夏季雨水样品; 此外,还沿冰川融水补给为主的白水河分段采集了水样数十个. 所采样品在中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冰芯与寒区环境开放研究实验室用Delta Plus气体稳定同位素比质谱仪进行了δ18O的测定(表1),现将初步成果进行报道.     

青藏高原现代降水中dδ^18O／dT的变化

不同时间尺度ｄδ＾１８Ｏ／ｄＴ的天气气候意义是不同的，其数值大小也是不一样的。本根据对青藏高原沱沱河、德令哈、西宁三站大气降水中δ＾１８Ｏ与温度关系的分析，并与具有长序列资料的地区进行比较。初步给出了青藏高原不同时间尺度ｄδ＾１８Ｏ／ｄＴ之间的差异。     

乌鲁木齐河源1号冰川冰芯δ^18O记录的现代环境过程分析

据乌鲁木齐地区一个完整年周期的大气降水样品,１号冰川连续雪坑样品及浅冰芯样品的实测δ＾１８Ｏ资料,初步探讨冰芯δ＾１８Ｏ记录的形成过程的影响因素,以及δ＾１８Ｏ与气温之间的关系转变。     

桂林地区大气降水的D和18Ｏ同位素的研究

研究了桂林地区近16年( 1983- 1998年)大气降水的氢、氧同位素组成,提出了大气降水线方程为δD= 8. 42,δ18O+ 16. 28,并与全国及全球降水线进行比较,揭示了该降水线方程的特征。研究表明,桂林地区全年降水来源较为单一,主要为海洋性气团,夏季大气降水同位素组成主要受夏季风或夏季台风的影响,降水δ值与平均降水、气温均呈负相关关系; 降水中δD与δ18O 的降水量效应明显,且该影响远远掩盖了温度效应。      

青藏高原东北地区现代降水中δD与δ^18O的关系研究

根据对取自青藏高原东北地区部分降水样中氢氧稳定同位素比率的分析，得到沱沱河站的大气水线（ＭＷＬ）为：δＤ＝８．２５δ＾１８Ｏ＋９．２２‰，与全球平均ＭＷＬ的差别较小；德令哈、西宁站的ＭＷＬ分别为：δＤ＝５．８６δ＾１８Ｏ－２７．２８‰和δＤ＝６．９６δ＾１８Ｏ－３０．１９‰，均与全球平均ＭＷＬ差别较大。这主要归因于水汽源地的非平衡蒸发和凝结物在非饱和大气中降落时的非平衡蒸发。上述地区的过量氘Ｅｘｄ     

乌鲁木齐河源1号冰川冰芯δ^18O气候意义的再探讨

根据乌鲁木齐河源１号冰川冰芯δ＾１８Ｏ记录与大西沟气象站实测的气温资料,进一步系统地探讨了所研究区域冰芯δ＾１８Ｏ记录的气候意义。结果表明,冰芯δ＾１８Ｏ记录与夏半年平均气温之间存在一定程度的正相关关系,而与冬半年平均气温不存在稳定的相关性。     

基于GNIP的黄土高原区大气降水同位素特征研究

以GNIP为数据源,选取研究了黄土高原区7个站点(兰州、银川、靖边、西安、平凉、包头、太原)降水中稳定同位素的时空变化特征,分析了除靖边站之外的其他站点降水同位素与温度和降水量的关系,揭示了该地区降水中稳定同位素的变化规律。结果表明:(1)黄土高原大气降水稳定同位素在不同的区域有着相似的时间变化特征和不同的空间变化特征;(2)建立了黄土高原区域大气降水线方程δD=7.0δ18O+0.36‰;(3)黄土高原各站点降水同位素的温度效应和雨量效应表现出较为显著的空间特性;(4)黄土高原区在冬季风期间较夏季风期间风速大、湿度低且蒸发强烈。     

内陆河流域系统降水中的稳定同位素：乌鲁木齐河流域降水中δ^18O与温度关系

研究了乌鲁木齐河流域从下游乌鲁木齐站、中游跃进桥站和源头大西沟站降水中稳定同位素与温度的关系。揭示了内陆域系统降水中稳定同位素的变化规律。在乌重木齐河流域,降水中的δ＾１８Ｏ随海拔增高而减小,δ＾１８Ｏ与温度有密切的正相关关系,说明δ＾１８Ｏ是温度的可靠指标,在乌鲁木齐河流域,局地性降水的增加影响单个降水事件中δ＾１８与温度的关系。在是桥站和大西沟站,因局地性降水增加,所以单个降水事件中δ＾１８Ｏ