青藏高原水体同位素与大空间尺度水循环研究

Tibetan Plateau plays an important role on the Asia climate system. The large-scale ocean-land hydrological cycle as well as the inland hydrological cycle surrounding the Tibetan Plateau region is an important research field for atmospheric science. They are also key issues for the environmental change in the surrounding regions. This proposal aimed to enhance the work on the ocean-land moisture transportation to the Tibetan Plateau, and the inland hydrological cycle inside the plateau, by using the stable isotope approach, especially the vapor isotopes. This proposal aimed to reveal the key processes in the two kinds of hydrological cycles, and to separate the relative contribution of both the ocean-originated vapor and inland evaporated vapor, and their spatial change. The work also focus on the spatial and temporal change of water isotope, especially along the transact of Himalayas from low station to high elevation station, to reveal the moisture transport processes to the plateau, and to link the precipitation water isotope in Tibetan Plateau with the Indian ocean surface parameters. This work by stable isotopes can identity different moisture sources, and hopefully be an complimentary to the conventional hydrology method. This work will also benefit for the paleoclimate resrarch based on stable isotopes on the Tibetan Plateau.

青藏高原在亚洲的气候系统中占重要地位。围绕青藏高原的海-陆尺度水循环以及高原内部的水循环过程不仅本身是大气科学的研究重点，也是影响周边地区环境变化的关键因子。本申请提出利用稳定同位素方法，特别是大气水汽同位素监测，开展围绕青藏高原的海-陆水汽输送过程研究，以及青藏高原内部的水循环研究，揭示两种水循环的关键过程，阐明青藏高原水汽受海-陆尺度水汽输送与内陆水汽的贡献程度及其空间分布；通过稳定同位素的时空变化揭示海洋到青藏高原水汽输送过程，特别是喜马拉雅山南坡季风输送的垂直梯度变化，揭示青藏高原水体同位素对海洋表面气候因子的响应程度及敏感区域。本研究将可以识别不同来源的水汽及水循环过程，是对传统气象水循环研究的补充。同时，也对青藏高原及周边地区稳定同位素记录的古气候研究提供科学依据。

青藏高原在亚洲的气候系统中占重要地位。围绕青藏高原的海-陆尺度水循环以及高原内部的水循环过程不仅本身是大气科学的研究重点，也是影响周边地区环境变化的关键因子。本项目利用水体稳定同位素的方法，开展了亚洲季风区大尺度降水、冰芯同位素与大尺度大气环流的关系研究，开展了青藏高原不同气候区大气水汽同位素监测研究，开展了不同流域（内流域与外流域）流域尺度同位素水循环研究。. 研究发现，在东亚季风区降水同位素的季节变化以及年际变化都与赤道海洋地区的云顶高度、云顶的温度以及该地区的降水量有显著的关系。表明赤道低纬度地区的对流强度的变化决定了东亚季风区降水同位素的变化。而ENSO事件通过水汽来源区流强度的变化，建立了亚洲季风区降水同位素之间的显著关系。这一结果证实中低纬度大尺度的对流强度的变化影响了剩余水汽同位素的变化，并最终决定了大空间尺度降水同位素的年际变化。这一认识在青藏高原中部钻取的冰芯同位素记录中再一次得到了证实。以前一直认为冰芯同位素记录是当地气象因子决定的。而我们新的研究发现，是对影响季风区降水同位素年际变化认识的一项突破。.在青藏高原大气水汽同位素研究中，发现在印度季风区大气水汽δ18O和降水δ18O的变化趋势相对一致，降水δ18O组成但直接地显著地影响水汽δ18O组成，揭示了不同的水汽来源，尤其是印度季风和高原对流活动对水体同位素的影响。而在西风带地区，发现大气水汽中18O的变化都是由温度控制的。而湿度、降水量、不同的水汽输送，当地蒸发水汽、极地气团的影响都较弱。. 在流域尺度水循环研究中，利用同位素技术分别揭示了内流湖与外流湖的水循环过程。通过班公错湖水同位素的空间变化揭示了湖泊内部E/I比率的空间变化。通过过水湖错那湖水过量氘的变化，揭示了滞留湖水E/I比率。. 这些成果增加了对于青藏高原水循环过程的认识，也对青藏高原及周边地区稳定同位素记录的古气候研究提供科学依据。