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降水稳定同位素与大气环流及其过程之间存在着密切的联系,其变化受温度、湿度、水汽来源等不同要素的影响。近年来,中国降水稳定同位素研究取得很大的进展,尤其在中国东部季风区、西北干旱半干旱区和青藏高寒区等不同区域降水稳定同位素的空间差异研究逐步得以深入。然而在青藏高原和云贵高原的过渡地带横断山,降水稳定同位素研究较为薄弱。横断山是中国西南水汽的重要通道,也是中国海洋型冰川主要分布区之一,其不同季节的水汽来源及降水水汽的季节转换尚不清楚。因此,在横断山开展降水稳定同位素研究有利于深刻理解该区域的水汽来源和水循环过程,甚至为该区域冰芯、树轮等古气候记录的重新解译提供重要的指示意义。 为此,本研究在横断山利用稳定同位素示踪技术、后向轨迹追踪模型以及空间对比分析等多手段相结合,开展降水稳定同位素研究,以揭示不同季节的水汽来源与水汽输送方式及其对降水的影响。本研究的主要结论如下: (1)横断山南部德钦站点的降水稳定同位素在不同的季节与温度之间的相关不同,具体表现为:在季风爆发前呈正相关,在季风期相关性不显著,季风撤退后呈反相关。但是降水稳定同位素与降水量的关系,在不同时期均呈反相关。通过与横断山德钦南部的西双版纳相比较发现,德钦降水稳定同位素的季节变化与西双版纳站点类似,在夏季降水稳定同位素的显著贫化均与季风活动有关。西双版纳降水δ18O低值持续时间比德钦的长,而且与西双版纳地表抬升指数相比,夏季德钦地表抬升指数为负值持续时间较短,正值持续时间更长,这些结果说明德钦的对流活动持续时间较短,同时伴随季风活动持续时间较短。此外,降水稳定同位素准确捕捉到季风进退的信号。 (2)与南部的德钦站点相似,在横断山北部的昌都站点,降水稳定同位素仅在西风活动期与温度呈正相关。在整个观测期间,降水稳定同位素与降水量呈负相关,尤其是在季风期,二者之间更为显著。昌都降水稳定同位素的季节变化能够有效地指示不同季节水汽来源的变化,特别是能够捕捉到印缅槽(即西风南支槽)活动以及印度季风活动的信号。在西风活动期(1-3月和11-12月),降水稳定同位素变化趋势与温度变化趋势一致;在印缅槽活动期(4-5月和10月),降水稳定同位素出现突然降低特征。与季风前期和季风后期降水稳定同位素偶尔出现突然降低不同,在季风活动期(6-9月),昌都降水稳定同位素持续呈现持续低值特征。 (3)雨滴在降落过程中受局地水汽再循环的影响,导致横断山大气水线偏离全球大气水线。从更大的范围来看,大气水线的斜率从更南部的西双版纳到德钦再到昌都越来越低,说明从南到北降水稳定同位素受非平衡分馏作用逐渐增强,指示了受局地蒸发活动及局地水汽再循环影响越来越强烈。 本研究拓宽了青藏高原降水稳定同位素的研究范围,弥补了横断山降水稳定同位素资料的不足,特别是研究发现,非季风期降水对降水稳定同位素产生很大的影响。而季风爆发前由印缅槽引起的降水对植物生长具有重要的影响,且季风爆发前和季风撤退后由于空气温度相对更低,由印缅槽活动引起的降水会更有利冰或雪等物质的保存。因此,在利用树轮或冰芯等重建古气候变化时,需要考虑到非季风期降水的影响。这一研究在古气候记录的重新解译方面具有一定的创新性。