资源描述：
《长江流域降水稳定同位素的云下二次蒸发效应》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第21卷第3期水科学进展Vol21,No32010年5月ADVANCESINWATERSCIENCEMay,2010长江流域降水稳定同位素的云下二次蒸发效应孟玉川,刘国东(四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室,水利水电学院,四川成都610065)218摘要:对长江流域443个GNIP的降水样品同位素原始资料,分降雪和降雨进行H和O线性回归,得到降雪样218品的相关方程为H=7965O+17114,有最大的斜率和截距;而降雨样品根据降水量大小从<10mm至>300mm分为4组后,得到的相关方程随着降水量的减小,斜率和截距均减小,斜率从7701减小为
2、5705,截距从-3-3218781210减小为-547910。H~O相关方程的斜率及截距与气温、水汽压之间的关系表明,在降水从云层底部降落到地面的过程中,仅较小降雨事件有明显的二次蒸发现象,并伴随着同位素的分馏。长江流域较小降雨事件占有比例很小,仅为所有降水事件的632%,所以二次蒸发效应仅引起地区大气降水方程斜率和截距的微弱减小。研究表明,单个降水原始资料的同位素分析,能产生长期加权平均降水同位素分析得不到的宝贵信息。关键词:降水;稳定同位素;气温;水汽压;云下二次蒸发效应;长江流域中图分类号:P42661;P339文献标志码:A文章编号:1001
3、6791(2010)03032708218过去近50年对同位素的研究表明,大气降水稳定同位素氘(H)和氧-18(O)的组成,为研究水汽来源[15][610]及大气环流模式提供了重要信息;并且其季节变化可用于水循环机制的研究。由于同位素平衡分馏2116116118116[1112]和动力分馏的作用,引起了大气降水稳定同位素比率(HHO/H2O和H2O/H2O)的时空变化。18大气降水O值的变化是一个蒸发和凝结的物理过程,与纬度、海拔、离海岸的距离、季节和降水量等因素有关,具有规律变化的特征。为了反映海洋水汽从海面向内陆或高纬地区行进的同位素演化过程,建立了Rayleigh
4、分馏模型,它能较为准确地分析降水云团的稳定同位素组成,但对地面收集的大气降水稳定同位素[1314]组成不完全准确。Rayleigh分馏模型没有分析从云层底部到地面的降水二次蒸发过程,这个过程伴随着116同位素分馏,对降水和大气中水汽的同位素组成有明显影响,轻同位素(H和O)优先蒸发,剩余雨滴富集218218重同位素(H和O),地面大气降水H和O的值升高。由于同位素的动力分馏作用,引起地区大气降水[9]方程(LocalMeteoricWaterLine,LMWL)的斜率和截距值降低,理解云层底部到地面大气降水的二次蒸发同位素效应,对同位素水文学的应用有重大意义。[1525]中
5、国过去的大气降水同位素研究,大多限于对局部(或单站点)进行研究,对于大气降水的二次蒸发同位素效应,仍然不十分清楚。本文利用了GNIP(GlobalNetworkofIsotopesinPrecipitation)数据库中的监测数据和近年来中国大气降水稳定同位素的研究成果,旨在分析中国长江流域大气降水稳定同位素的二次蒸发同位素效应,有助于准确地弄清流域水汽来源和建立水循环模式,查明水资源的时空分布规律。1数据与方法在过去的近50年里,全球大气降水同位素监测网(GlobalNetworkofIsotopesinprecipitation,GNIP)已发展到100多个国家的800多个台站
6、,对大气降水同位素样品进行收集,主要观测的项目为大气降水的氢氧同位素,并同步观测气温、降水量和水汽压等气象要素。大气降水样品的分析测试机构在奥地利首都维也纳同收稿日期:20090507基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(40730634)作者简介:孟玉川(1975-),男,四川成都人,讲师,博士研究生,主要从事水文水资源、同位素水文学方面研究。Emai:lmengyuchuan@126com328水科学进展第21卷[26]位素水文实验室和其它合作实验室,各实验室共同负责同位素分析数据的精度及准确性。根据GNIP数据库显示,中国先后加入GNIP的站点数量共计31个,其中有8
7、个属于长江流域,分别为成都、重庆、遵义、贵阳、昆明、南京、武汉、长沙,基本统计数据见表1。根据长江流域8个GNIP站点的分布情况,绘制出图1,环境同位素用相对于维也纳标准平均海水VSMOW(Viennastandardmeanoceanwater)的千分差表示,见式(1)。-3Rsample-RV-SMOW3(10)=10(1)RV-SMOW211816式中R为同位素比率,R=H/H或O/O;为稳定同位素的比值相对标准同位素比值的千分差。表1
