大气水汽和降水稳定氢氧同位素是全球或区域大气循环研究的重要载体。其中,降水稳定同位素已经被广泛地应用到水循环各种过程的研究中,并取得丰硕成果。然而作为气候指标,降水稳定同位素仍存在一定局限性。首先,雨滴在降落过程中可能受到蒸发作用,发生同位素动力分馏,从而对水汽源区的信息记录有所偏移。其次,水汽本身在形成降水之前并非单一来源,是不同性质来源的混合体。因此,结合水汽中稳定同位素进行长期连续的监测,将有助于更好地理解水循环过程中稳定同位素的变化机制,对于准确解释同位素记录的气候指代意义也至关重要。近年来,随着光谱同位素技术的普及,水汽稳定同位素连续观测成为可能。本研究以位于中国东部地区且受典型东亚季风影响显著的南京地区为例,对其2011年9月至2018年12月的降水和水汽进行了高分辨率连续收集,并针对其中的降水和水汽稳定同位素的日均值数据展开了如下研究工作:(1)系统分析了该地区水汽和降水稳定同位素组成的季节变化特征;(2)研究了影响水汽稳定同位素的局地气象因子和大尺度大气环流等因素;(3)模拟了云下再蒸发和局地水汽再循环作用对降水稳定同位素组成的影响。本研究得出的主要结论如下:(1)在季节变化规律方面,由于冷凝温度的差异,水汽中的稳定同位素(δ~(18)O_v,δD_(v,)和d-excess_v)显示出与降水中的稳定同位素(δ~(18)O_p,δD_p,和d-excess_p)明显不同的特征。其中δ~(18)O_v和δD_v表现为春季最高,秋冬季最低,而夏季相对较低;d-excess_v和d-excess_p季节变化模式相似,表现为夏季风时的低值,秋冬季的高值,但是d-excess_v值在季节尺度上明年高于d-excess_p值。年平均δ~(18)O_v、δD_v和d-excess_v分别为-16.93‰、-115.97‰和19.51‰。(2)不同季节水汽稳定同位素的影响因素明显不同。在春季和秋冬季节,δ~(18)O_v与地面气温、水汽浓度和地面气压等局地气象因子的相关性较强,说明大气水汽中稳定同位素主要受局地分馏过程控制;而在受到季风活动影响的夏季,δ~(18)O_v与局地气象因子相关性变弱,δ~(18)O_v低值主要受上游对流活动的“淋洗作用”控制。此外,后向轨迹模拟结果也表明,在夏季风季节,δ~(18)O_v低值主要与大尺度水汽输送过程中上游的对流淋洗过程有关,而d-excess_v呈现出最低值的原因与当季海洋水汽源的较弱同位素动力分馏作用有关。在全年的记录中,春季的δ~(18)O_v值最高,这可能与相对较高的气温下同位素分馏较低有关,因为相对较高的d-excess_v值是由于干燥条件下的动力学同位素分馏引起的。而秋冬季节的δ~(18)O_v值最低,这可能是因为低温下同位素发生较强分馏作用。此外,由于干燥气候条件下大陆水分循环过程中的同位素分馏作用最强,当季的d-excess_v值处于最高水平。(3)降水日大气水汽和降水中稳定同位素的季节变化趋势基本一致。氢氧稳定同位素表现为春季最高,其他季节相对较低的特征;d-excess则表现为秋冬季最高,而夏季最低的特征。降水与水汽的δ~(18)O、d-excess差值表明,雨滴在降落过程中受非饱和空气的影响,而发生不同程度的混合,使得雨滴中的稳定同位素在降落过程中不断富集,而周围大气水汽中的稳定同位素相对贫化。根据同位素瑞利分馏原理,本文计算了各季节雨滴的云下蒸发作用,结果表明夏季雨滴的云下蒸发作用最弱,春季最强,秋冬季次之。(4)降水量、气温和相对湿度等气象因子均对雨滴的云下二次蒸发有不同程度的影响。降雨量较小时,雨滴的云下蒸发更为显著;气温过高或过低时,雨滴云下蒸发不明显;随着相对湿度增加,云下二次蒸发逐渐减弱。(5)利用观测的同位素数据和修正的云下二次蒸发模型(StewartModels),估算了雨滴云下二次蒸发对研究区降水和水汽稳定同位素的影响。结果表明,南京降水日的年均雨滴二次蒸发比例大约为11%,其中春季的二次蒸发比例最大;夏季和秋冬季节相对较低。不同季节的雨滴云下二次蒸发比例与降水同位素值从云底到地面的变化量(Δδ~(18)O、ΔδD、Δd)均存在显著的线性相关。(6)分析了不同气象参数对云下蒸发模型模拟结果的影响。相对湿度对降水d-excess值的影响显著,相对湿度每增加5%,Δd值平均增大3.6‰;气温的影响相对较小,气温每增加5℃,降水日的平均Δd值降低1.4‰;雨滴直径对降水d-excess的影响表现为,其每增加0.2mm,Δd增加1.5‰。(7)运用二元同位素混合模型,估算了局地水汽再循环的利用率。南京地区局地水汽再循环利用率的算数平均值为11.4%。夏季平均利用率最低,秋冬季最高,春季居中,且秋冬季节的变化幅度远大于其他季节。