基于Stewart模型改进方案的新疆降水同位素的云下蒸发效应比较

论文摘要

干旱半干旱区降水稀少,蒸发能力大,雨滴在云下易发生蒸发现象并改变其同位素比率,明确雨滴降落过程中稳定氢氧同位素的变化在同位素水文学研究中具有重要意义。Stewart模型常被用于评估雨滴中同位素比率的变化,云下雨滴降落过程中的气温、相对湿度等是模型输入的关键参数。目前广泛采用的大气均质假设往往与自然条件有差异,这种均质假设对模拟结果产生的影响有待明确。基于2016年7月至2017年6月新疆66个地面气象站逐小时观测资料与8个探空站的高空定时观测资料,通过三种Stewart模型算法方案（方案①以地面气象资料代替大气气象参数,方案②假设地面气象资料与预测的云底气象参数均匀变化,以其平均值代入模型,方案③根据高空探测资料,分层计算大气参数）的对比,深入研究新疆降水同位素的云下二次蒸发效应。结果表明:（1）三种方案计算的新疆各分区云下二次蒸发存在明显的季节差异,蒸发剩余比（f）均呈现出秋冬较大、春夏较小的趋势,各分区的ΔδD、Δδ18O和Δd均为春夏较大、秋冬较小。（2）从空间来看,Δd均值在准噶尔盆地西部和塔里木盆地东侧北缘较小。对于蒸发剩余比（f）均值、ΔδD均值、Δδ18O均值和Δd均值来说,三种方案的差异性主要体现在塔里木盆地。（3）蒸发剩余比（f）与d-excess的变化量存在相关性,整体来看,三种方案的斜率均表现为塔里木盆地>阿尔泰山地>准噶尔盆地>天山山地。无论是新疆各分区（除天山山地方案②）还是新疆全境,三种方案的f与Δd的线性关系均>1.0‰/%,最为干旱的塔里木盆地方案③的斜率高达1.496‰/%,这可能与新疆地处干旱半干旱气候区有关。毋庸置疑方案③是后续云下二次蒸发效应研究的方向。

论文目录

• 0 引言
• 1 数据与方法
•   1.1 研究区概况
•   1.2 数据来源
•   1.3 研究方法
• 2 结果与分析
•   2.1 蒸发剩余比、 ΔδD、 Δδ18O和Δd的季节变化
•   2.2 蒸发剩余比、 ΔδD、 Δδ18O和Δd的分区空间变化
•   2.3 蒸发剩余比、 ΔδD、 Δδ18O和Δd的空间变化
•   2.4 雨滴蒸发剩余比与Δd的关系
• 3 讨论
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 周苏娥,张明军,王圣杰,孟鸿飞,张亚宁,余秀秀

关键词: 新疆,降水,稳定同位素,云下二次蒸发,模型改进方案

来源: 冰川冻土 2019年02期

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学

单位: 西北师范大学地理与环境科学学院,陕西省河流湿地生态与环境重点实验室

基金: 国家自然科学基金项目(41701028,41771035),陕西省河流湿地生态与环境重点实验室开放基金项目(SXSD201703)资助

分类号: P426.612

页码: 304-315

总页数: 12

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