青藏高原作为地球的第三极,是气候变化的敏感区域,也是国内外学术界关注的热点区域。青藏高原发育大量冰川,冰芯记录的降水稳定同位素信息,为过去气候研究提供了媒介基础。研究该区域降水稳定同位素的控制因素及影响机制,对于深刻理解该区域现代稳定同位素水文过程具有极为重要的科学意义。基于降水稳定同位素的季节性差异,评估模式误差,为模式误差影响该区域开展过去气候的同位素模拟及古气候记录的同位素信息提供数据依据和理论参考。本论文利用青藏高原南部地区观测的降水δD,卫星反演的水汽δD和气象资料,系统地研究了天气尺度、季节内尺度和季节尺度上影响降水δD变化的控制过程;结合嵌套了水同位素模块的大气环流模型（iso-GCMs）,检验iso-GCMs捕获降水δD的变化特征及其控制过程的能力,并对IASI观测误差开展了敏感性检验;基于青藏高原降水稳定同位素观测网提供的降水、卫星观测的水汽和模式模拟的稳定同位素的季节性差异,探讨青藏高原南北区域影响模式间降水同位素变化幅度的影响因素,评估模式误差。研究结果如下:1)丽江大气降水线为7.97δ18O+3.66。2017年3月-2018年8月,降水δ18O值在-23.60‰～2.70‰范围内波动,平均值为-11.40‰,标准偏差为5.24‰;降水δD值的在-185.00‰～18.20‰之间波动,平均值为-87.1‰,标准偏差为42.25‰。梅里雪山区域3个站点的大气降水线斜率接近全球大气降水线斜率8,2017年6月～2018年8月,降水δ18O的波动范围分别为-28.02‰～4.66‰,平均值为-12.89‰,标准偏差为6.30‰;降水δD的波动范围为-210.10‰～41.54‰,平均值为-96.94‰,标准偏差为50.29‰。季节和季节内尺度上,丽江降水氢同位素比率与局地风向之间表现出显著的正相关关系。季节尺度上,丽江降水氢同位素率与相对湿度、温度之间也存在显著的负相关。天气尺度上,丽江降水氢同位素比率表现出“降水量效应”和显著的“温度效应”,但相关性系数较低。局地气象要素不足以解释降水氢同位素的变化,可能受到上游深对流活动和雨滴蒸发过程的影响。2)结合站点观测的降水δD和IASI观测的水汽δD,量化了季节至天气尺度下影响降水δD变化的不同过程的的相对贡献。季节尺度上,降水δD同时受局地过程和沿气团轨迹过程的影响。首先是局地过程起主要的控制作用,表现为第三贡献α.（Rveq-RvLS）对降水δD的贡献量为69%,且与相对湿度（r=-0.91,p<0.01）和局地风向（r=0.97,p<0.01）之间的显著性相关关系,明确雨滴二次蒸发和局地环流过程对降水同位素变化的影响;其次,受大尺度范围内（>200 km）沿气团轨迹过程,尤其是上游的深对流活动和水汽源变化的影响,表现为第二贡献α.RvLS对降水δD的贡献量为27%,且降水δD与沿水汽输送路径上累计前两天的降水量之间表现出的显著负相关关系（r=-0.89,p<0.01）,明确上游深对流过程对降水同位素变化的影响;局地风向和第二贡献α.RvLS、轨迹方向之间的正相关关系,表明水汽源变化也是影响降水同位素变化的主要过程之一。季节内尺度上,第三贡献α.（Rveq-RvLS）对降水δD变化的贡献量为115%,主要受到雨滴二次蒸发和局地环流的影响,而第二贡献α.RvLS和降水δD之间的负相关关系,表明上游深对流过程抑制或模糊了降水同位素的变化;天气尺度上,降水δD的变化主要受局地过程控制,第二贡献α.RvLS对降水δD变化的贡献量为68%,可能受到小尺度范围内水汽δ D在水平和垂直方向上的差异性影响。结果明确了影响降水同位素变化的控制过程表现出对时间尺度的依赖性。3)基于TES、GOSAT观测的水汽δD、iso-GCMs的模拟结果和站点的降水δD资料,探讨季节尺度至天气尺度上丽江地区降水δD信号所反映的空间尺度特征。季节尺度上,丽江的降水δD信号在一定的空间范围内表现出一致的空间分布,与梅里地区不同海拔的明永、太子庙和莲花寺降水δD之间表现出显著的正相关（r>0.88,p<0.01）,且丽江地区水汽δD几乎与周边所有格点之间的空间相关性系数高于0.8。季节内和天气尺度上,丽江的降水δD与梅里雪山区域三个站点的降水δD之间无明显相关关系,水汽δD主要表现出局地信号。明确了时间尺度越长,降水稳定同位素信号所反映的空间尺度越大。4)利用SWING2模式输出的月降水和水汽δD和LMDZ-iso模式模拟的日降水和水汽δD,量化了 iso-GCMs对控制丽江地区降水δD变化的不同过程的相对贡献,评估了 iso-GCMs模拟降水δD变化特征及其控制过程的能力。结果表明,季节尺度上,iso-GCMs能够准确捕获到降水δD的季节变化,但LMDZ-iso和SWING2模拟的第二贡献α.RvLS对降水δD变化的贡献量均高于观测值（27%）,模拟的第三贡献α.（Rveq-RvLS）对降水δD变化的贡献量低于观测值（69%）。季节内和天气尺度上,LMDZ-iso仍高估了大尺度过程,低估了局地过程对降水同位素的变化。IASI观测误差不会明显地改变已有结论,低水平分辨率可能是造成低估的主要原因。5)以降水和水汽稳定同位素的季节差异为研究标准,探讨影响青藏高原地区模式间降水稳定同位素季节差异变化幅度的因素,并评估模式误差。青藏高原南部模式间降水δ18O季节差的变化幅度与上游降水量的季节性差异之间表现出显著的负相关关系;北部地区,该变化幅度主要由上游纬向风的季节差异影响,具体表现为:季风环流越强,季风环流影响区域越向北扩展,纬向风的季节差异越负。夏季,来自季风对流区的水汽更加贫化重同位素,致使氧同位素的季节差越贫化。模式对气候要素的良好模拟是模拟水同位素变化的关键因素。