氧同位素非质量分馏在CO_(2)相关研究中的进展

氧同位素异常(Δ^(17)O)常用来衡量氧同位素非质量分馏的程度,也是目前研究大气CO_(2)相关问题的有力手段之一。本文综述大气CO_(2)氧同位素非质量分馏效应的研究进展。首先介绍氧同位素非质量分馏程度的表示方法(Δ^(17)O)和成因;其次概括CO_(2)中Δ^(17)O的测量方法,并对比质谱法和光谱法测量Δ^(17)O的优缺点;最后总结Δ^(17)O在估算平流层向对流层输入的CO_(2)通量、估算全球生产力和示踪CO_(2)不同来源方面的应用,并对Δ^(17)O在CO_(2)未来的研究方向提出展望。

氧的非质量同位素分馏及其地学应用

氧的非质量同位素分馏(mass-independe nitsotop feractionation)为全球变化研究提供了新方法。在介绍非质量同位素分馏的基础上,评述了氧同位素异常[Δ(17O)]的表示方法以及氧的非质量同位素分馏的产生机制,重点综述了氧的非质量同位素分馏在地球科学中的应用。基于Δ(17O)评估的生物圈生产力是全球总的生物生产力,打破了以往只能孤立地评估陆地或海洋生物生产力的瓶颈,奠定了在更广时空尺度上评估生物生产力的基础;Δ(17O)能量化形成气溶胶硫酸盐和硝酸盐的气相与液相氧化反应路径的相对比例,为研究气溶胶和气候的互馈作用提供了新途径;冰芯中S同位素和Δ(17O)的联合运用,不仅解决了冰芯中硫酸盐、硝酸盐的来源和运移问题,而且还为其形成的氧化过程提供了细节信息;而干旱区硫酸盐、硝酸盐矿物中Δ(17O)的发现在解决一些长期有争议的沉积物成因和来源问题中起关键作用。氧的非质量同位素分馏还将在(古)大气臭氧活性、火山喷发柱化学和O、S、N生物地球化学循环等研究中发挥更大作用。

黄河三角洲降水同位素变化特征及水汽来源

为揭示黄河三角洲盐碱地地区的降水来源、形成及影响机制,利用降水稳定同位素,特别是δ^(17)O、17O-excess,以及气团轨迹模型HYSPLIT,研究黄河三角洲东营地区5—10月不同时间尺度及降水强度[(<5、5~10、10~25、25~50、>50 mm·d^(-1))]的降水同位素变化特征及水汽来源。结果表明:5—10月降水同位素的变化范围较大,旱季降水的同位素变化范围小于雨季,且比雨季富集。降水强度<5 mm·d^(-1)的降水,δ′18O[δ′18O=ln(δ^(18)O+1)]与δ′17O[δ′17O=ln(δ^(17)O+1)]的降水线斜率最小,为0.5211,降水易受水汽源地蒸发作用的影响;10 mm·d^(-1)≤降水强度<25 mm·d^(-1)时,斜率最大,为0.5268。对于0~50 mm·d^(-1)4种不同强度的降水,随降水量增多δ^(2)H;δ^(18)O和δ^(17)O值均降低。旱季降水17O-excess与温度呈正相关,可能受到大陆循环水汽的影响;雨季降水17O-excess与相对湿度呈负相关,受蒸发作用较小。HYSPLIT气团轨迹模型表明,旱季降水主要受大陆性季风影响,而雨季降水受海洋性和大陆性季风的共同影响。综上,降水受不同水汽来源地蒸发、局地气象因素和大气水汽来源的共同影响,使得不同尺度同位素存在差异。本研究可为黄河三角洲地区紧缺的水资源分配提供科学依据。