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中、高纬度地区降水中同位素值在很大程度上可以指示温度的变化特征,特别在两极地区这种关系被广泛的用于古气候的重建。然而降水中同位素值在亚洲季风环流形式下,所反映的气候意义仍然没有最终解决。作为中、低纬度冰芯研究的重要补充和全球水同位素研究的组成部分之一,研究人员在青藏高原的多个站点连续观测了近20年,本论文在前人的观测和研究基础上,结合IAEA/GNIP数据从大区域范围对同位素的空间和时间特征进行了分析,从大气环流的角度分析了青藏高原降水中δ18O与水汽输送和季风活动的关系,并对青藏高原南部季风降水中δ18O的时间特征进行了模拟。
从降水中δ18O的角度来看,全球南、北纬30°左右存在一个气候的过渡带,北纬大约在32°~33°左右,而南纬的纬度要高于北纬的,大约在35°~45°左右。这个过渡带的位置与ITCZ夏季多年活动最大范围的平均位置相吻合。青藏高原地形对于印度季风的水汽输送方式产生了很大影响,在青藏高原南部地区产生了一个与高原地形十分一致的降水中δ18O的低值中心。在同类型水汽输送的影响下,不论是大陆站点还是海洋站点在长时间尺度上降水中δ18O的变化都和温度存在比较一致的变化趋势。冬季降水中δ18O对于温度的响应要比夏季的灵敏,δ18O对于降温的过程要比升温过程灵敏。
从水汽输送的角度来看,冬季青藏高原的水汽输送以西风带的气流为主,但在高原南部偶尔会有来自南边印度洋的海洋水汽,使降水中δ18O产生异常。夏季则南、北部水汽输送来源不同,此时降水中δ18O值的大小与不同气团水汽中δ18O的含量不同有关。夏季对流的强弱是影响降水中δ18O的重要原因之一。低δ18O值对应强对流,高δ18O值对应弱对流,这种对应关系是由于对流的深度对应着水汽的凝结程度。模型模拟结果也表明青藏高原南部降水中18O的极度贫化是由于气流在喜马拉雅南坡突然抬升,水汽在高层的深度凝结造成的。