在国际上第一台水汽H218O、HD16O和H216O激光痕量气体分析仪的基础上，通过与美国耶鲁大学森林与环境学院稳定同位素研究组合作开发了大气水汽18O/16O和D/H在线标定系统，成功构建了大气水汽18O/16O和D/H同位素比值和通量的原位连续观测系统。该原位连续观测系统是Lee et al.(2005)所报道18O/16O同位素比值和通量原位观测系统的升级版本。该原位连续观测系统可以同时观测18O/16O和D/H；改进了原有两点校正为三点校正程序并利用线性内插降低系统非线性误差；利用样品和旁路气泵设计剔除了歧路管压力变化的影响。　　 试验测试结果表明，露点温度15℃时该原位连续观测系统18O/16O和D/H小时尺度测定精度分别为0.07‰和1.1‰，其观测精度(小时尺度)可以达到甚至优于同位素质谱仪(Finnigan.MAT253)的观测精度。大气水汽18O/16O和D/H同位素比值的原位连续观测与大气水汽冷阱/质谱仪技术的结果具有非常好的一致性。此外，确定和定义了一种适宜野外条件、能够独立和及时对该原位连续观测系统性能进行客观评价的方法。其基本原理就是露点发生器(LI610，Licor Inc.，USA)产生的水汽遵循瑞利分馏的理论预测。　　 北京大气水汽18O/16O和D/H存在着巨大的自然变异。北京大气水汽18O/16O和D/H与大气水汽混合比的平均日变化特征非常一致。在寒冷季节里18O/16O和D/H的变异幅度非常大，而在温暖季节里18O/16O和D/H的变异幅度明显降低，这主要是受东亚季风气候影响的结果。大气水汽18O/16O和D/H与大气水汽混合比呈现对数关系。大气水汽混合比是大气水汽18O/16O和D/H变异的最佳预报变量。在冷锋或暖锋过程中，大气水汽18O/16O和D/H和大气水汽混合比的关系表现出明显的循环模式或滞后作用模式。快速傅立叶变换分析表明，大气水汽18O/16O和D/H具有明显的昼夜循环(24h)特征。总体来说，大气水汽18O/16O和D/H遵循GMWL线变化，但也具有不同程度的偏离，具体机制有待深入研究。