台风“麦德姆”福州降水δ^18O特征及水汽来源分析

大气降水的氢氧同位素不仅在长时间尺度和短时间尺度上对气候环境有一定的响应,而且在极端天气事件中也响应强烈。论文基于2014年7月23—24日10号台风麦德姆登陆前后福州降水的氢氧稳定同位素分析,发现台风麦德姆降水的δ^(18)O变化范围为-7.2‰^-15.4‰,整个降雨过程分为3个阶段:阶段1(23日3:00至23日12:00),雨水δ^(18)O相对偏正(加权平均值为-7.8‰),降水开始增加,主要受台风外围环流的影响;阶段2(23日12:00至24日8:00),雨水δ^(18)O显著偏负(加权平均值为-13.9‰),采样点降水量达134.8 mm,约占观测时段降水量的78%,降雨量效应明显,主要受台风云雨区影响;阶段3(24日8:00至24日17:00),雨水δ^(18)O偏正(加权平均值为-9.2‰),降水减少,台风远离福州。通过降水δ^(18)O的阶段性特征以及过量氘,结合水汽输送通量与HYSPLIT-4模拟水汽轨迹分析,确定此次降水的水汽源主要来自西北太平洋水汽通道与孟加拉湾和南海水汽通道。

修正BW方法在中国大气降水δ^(18)O空间分布研究中的应用

为研究中国大气降水δ18O的空间分布,利用81个大气降水和冰芯站点δ18O资料和BW回归模型,拟合出大气降水δ18O与纬度和海拔的定量关系:δ18O=-0.024LAT2+1.541LAT-0.002 ALT-29.678.同时,为了优化BW回归模型的拟合结果,对BW回归模型的残差做了内插并比较了不同插值方法的精度.结果表明:以降水量为辅助变量的协同克里格法对残差的预测效果最好,与广泛采用的反距离加权法相比,该方法预测的BW残差与实际残差间的RMSE减小了0.14‰,ME也更接近于0.最后,利用最优的插值方法生成了BW回归模型的残差分布图,并将其与BW的模拟结果叠加得到了中国降水δ18O的空间分布图.其结果总体上反映了中国大气降水中δ18O的分布状况,为降水δ18O的现代过程研究以及古气候和古水文的研究提供了资料参考.

中国南方降水δ^(18)O年际变化响应ENSO机理的再分析

中国南方石笋δ^(18)O记录已成为重建过去季风变化历史的重要载体,然而对石笋δ^(18)O记录的气候解译目前仍存在争议。本文基于模拟数据和气象观测数据建立了1979-2016年中国南方16个主要城市的降水δ^(18)O年际变化序列,并利用主成分分析方法提取了这些δ^(18)O序列的第一主成分。该主成分序列与海洋尼诺指数总体上呈现出显著正相关,表明厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)对中国南方降水δ^(18)O年际变化具有显著影响。进一步分析表明,ENSO主要通过控制孟加拉湾和南海等水汽上游地区对流强度和西太平洋副热带高压强度来对中国南方降水δ^(18)O施加影响,但水汽上游地区对流强度的作用可能更强。此外,降水δ^(18)O与ENSO在不同时段的相关性并非稳定,这可能影响石笋δ^(18)O对ENSO历史重建的准确性。

湖北永兴洞降水对2015年厄尔尼诺的响应

通过对湖北永兴洞为期3年(2013年6月至2016年7月)的地表降水δ^18O观测,发现该地点降水δ^18O在2015夏季显著偏正.利用HYSPLIT后向轨迹方法对永兴洞降水水汽来源进行分析,结果表明在厄尔尼诺事件的影响下2015年夏季来自远源印度洋的水汽显著减少,而近源太平洋水汽相对增多,即降水 δ^18O因"环流效应"而偏正.本研究提供的观测证据表明永兴洞石笋 δ^18O记录在重建ENSO主导下的亚洲季风大气环流方面具有重要潜力.

陆生蜗牛壳体碳氧同位素组成与气候

陆生蜗牛响应气候环境变化敏感,其壳体化石碳氧同位素组成(δ^(13)C和δ^(18)O)具有重建古生态和古大气水文条件的巨大潜力。然而目前针对中国黄土古土壤沉积序列中蜗牛化石碳氧同位素组成开展的古环境古气候重建研究却仍然不足,根源在于对蜗牛壳体δ^(13)C和δ^(18)O指标气候意义的认识仍不明确。文章从现代过程研究着手,综述了目前有关蜗牛壳体δ^(13)C和δ^(18)O气候环境意义的研究进展,并指出各自指标存在受控因子的复杂性和多解性等问题。通过总结这些研究认为:陆生蜗牛壳体δ^(13)C值主要通过反映植物(尤其C3)δ^(13)C值变化来进一步响应当地降水量变化,进而指示环境的干湿程度,但同时需要考虑环境碳酸盐、大气CO_(2)等额外因子对壳体δ^(13)C的影响;壳体δ^(18)O值可以在较大程度上反映大气降水δ^(18)O值变化,但同时需要考虑蒸发作用和温度等因素对壳体δ^(18)O的影响;壳体δ^(13)C和δ^(18)O在作为气候指标时常受区域和蜗牛种属等因素影响。此外,还介绍了目前中国北方黄土地层中蜗牛壳体化石稳定同位素组成重建季风变化的研究进展和近十年来有关蜗牛壳体团簇同位素新方法的研究进展。最后,论文针对壳体δ^(13)C和δ^(18)O指标存在的问题提出可能的解决办法,并对以后蜗牛碳氧同位素古环境研究方向进行展望。