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1、第19卷 第4期台 湾 海 峡Vol.19,No.42000年12月JOURNALOFOCEANOGRAPHYINTAIWANSTRAITDec.,2000X厦门大气降水的氢氧同位素研究蔡明刚 黄奕普 陈 敏 刘广山(厦门大学海洋系,厦门,361005)金德秋 周锡煌(北京大学化学系,北京,100871)摘 要 本文研究了厦门地区大气降水的氢、氧同位素组成,提出了大气降水18线方程为δD=8.16δO+10.68,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。对全年氘过剩值(d)及降水线特征研究表明,厦门岛全年降水来源1
2、8较为单一,主要为海洋性气团。降水中δD与δO的降水量效应明显,且该影响远远掩盖了温度效应。关键词 氢氧同位素 大气降水 降水线 降水量效应 厦门中国图书分类号 P736.4大气降水中的氢、氧同位素组成,主要受蒸发和凝结过程控制①。经典的同位素降水模[1]式认为氢和氧的分馏作用服从瑞利定律,即水汽在云团中平衡冷凝后迅速从其中分离出来,造成不同地区降水同位素组成不同。若云团在赤道附近洋面上形成之后向两极移动,每次[2]形成的大气降水的同位素就表现出不同的δ值,云团运移的距离越远,δ值就越负。大气降水的氢、氧同位素组成是研究水文学,冰川学
3、及古气候学等地球学科所必须的重要[2,3]资料,同时亦为岩石和矿床稳定同位素化学提供背景值。在全球尺度上,受地理因素和气[4]候条件影响,降水中稳定同位素含量一定程度上反映了天气气候与区域性特征。因此,60年代以来雨水同位素组成已成为地球化学的研究热点之一。国际原子能委员会(IAEA)与世界气象组织(WMO)自1961年以来,已在全球各地设立100多个观测点,对大气降水中的稳定[5]同位素进行连续监测,以建立全球降水模型。我国自对1966年珠穆朗玛峰科考的降雪样品[6][2,7～9]中氘和重氧分析以来,在此方面陆续开展了一些工作,有组织地
4、建立长期观测站则始[5][3,5,10～13]于1983年,并初步获得了中国大气降水稳定同位素资料。目前国内研究主要集[7,10～14]中在以下两个方面:1)青藏高原大气降水(雪)的氢、氧同位素研究,其重要意义在于:帮助追溯该地区的古环境和古气候,进而阐明人类活动对全球变化的影响。2)总结中国大气降水的氢、氧同位素组成与分布规律,探讨各种气象因素(如降水量、气温、季风等)对降水中同[2,3,5]位素组成的影响,进而为全球降水循环模型提供基本数据。X高等学校博士学科点专项科研基金(98038408号)和福建省自然科学基金(D97002号)资
5、助项目.感谢福建省气象台傅秀治台长的热情帮助与支持. 蔡明刚,男,1974年1月出生,在读博士研究生.①卢武长,杨绍全1稳定同位素地球化学.19861本文于2000年8月4日收到.©1994-2006ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net4期 蔡明刚等:厦门大气降水的氢氧同位素研究·447·[10～17]目前国内大气降水中氢氧同位素的研究,较多地集中在内陆地区,而对于沿海地区尤其是沿岸岛屿的研究
6、则甚少报道。沿海地区处于大陆气团与海洋气团相互作用的区域,受气候影响最大,导致其降水同位素组成比较复杂①;同时,沿海地区又是人类活动最为密集的区域。因此,研究滨海地区大气降水的氢、氧同位素组成及其影响因素,对于评价当地地表与地下径流的形成,以及为水文地质学提供重要背景资料,进而为当地的生产与生活服务,都具有十分重要的理论与现实意义。本文首次报道了作为沿海岛屿的厦门大气降水中氢、氧同位素组成,建立了大气降水线方程与“降水量效应”方程,并探讨了它们与水汽来源的关系。1 采样与实验方法1998年1～10月在厦门大学校园内采集雨水样,采样多选择在
7、降水强度较大的日期进3行,使样品更具有代表性。雨水样盛满50cm塑料瓶,加盖蜡封后带回实验室分析。雨水样品18中氢、氧同位素的质谱分析详见文献[18、19]。降水量中氢、氧同位素含量分别由δD、δO表示:-3(D/H)样品δD(10)=[-1]×1000(D/H)VSMOW181618-3(O/O)样品δO(10)=[1816-1]×1000(O/O)VSMOW降水量、气温等气象观测资料由福建省气象台提供。2 结果与讨论182.1 厦门大气降水δD与δO的季节变化及其影响因素18表1给出了1998年厦门雨水的δD、δO实测值和相关的降水量
8、、气温等观测结果。[20]厦门夏季始于5月上旬,至10月下旬止。为揭示大气降水氢、氧同位素δ值变化特征,取5～10月表示夏季。1998年厦门全年降水量为1542.2mm,其季节分配极不均匀(图
