科研進(jìn)展
青藏高原云下蒸發(fā)對(duì)降水同位素影響及驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究獲新進(jìn)展
青藏高原作為“亞洲水塔”，其降水穩(wěn)定同位素是解析區(qū)域及全球水循環(huán)的關(guān)鍵指標(biāo)，廣泛應(yīng)用于古氣候重建與水循環(huán)研究。然而，該區(qū)域氣候干旱、空氣濕度低，云下蒸發(fā)會(huì)顯著改變降水穩(wěn)定同位素組成，進(jìn)而影響同位素示蹤的準(zhǔn)確性。目前對(duì)青藏高原腹地，尤其在氣候過渡帶唐古拉山地區(qū)，云下蒸發(fā)的定量研究尚存在空白。作為“亞洲水塔”核心區(qū)，該區(qū)域正經(jīng)歷顯著“變暖變濕”，但高海拔惡劣環(huán)境導(dǎo)致長(zhǎng)期觀測(cè)數(shù)據(jù)稀缺，既制約高海拔水循環(huán)認(rèn)知，也影響冰芯等古氣候代用指標(biāo)的重建精度。
中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院與成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所聯(lián)合團(tuán)隊(duì)依托唐古拉山冰凍圈與環(huán)境野外科學(xué)觀測(cè)研究站，在唐古拉山中段布設(shè)多海拔降水同位素觀測(cè)站點(diǎn)，系統(tǒng)采集降水樣品與配套氣象數(shù)據(jù)。
研究團(tuán)隊(duì)依托12年連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)，采用瑞利蒸發(fā)模型模擬云下蒸發(fā)過程，結(jié)合多海拔站點(diǎn)對(duì)比分析與自主構(gòu)建的同位素分餾模型，量化了云下蒸發(fā)對(duì)降水穩(wěn)定同位素的影響程度，并揭示關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因子及作用機(jī)制。
研究表明，云下蒸發(fā)導(dǎo)致降水穩(wěn)定同位素組成顯著偏正、氘盈余顯著降低，且該影響存在明顯季節(jié)與天氣差異，干旱季節(jié)及低濕度條件下尤為突出，最高可使降水δ1?O偏正20%以上，遠(yuǎn)超此前預(yù)期。
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，降水強(qiáng)度是調(diào)控云下蒸發(fā)效應(yīng)的關(guān)鍵因子，小雨事件效應(yīng)顯著強(qiáng)于中大雨，且溫度、相對(duì)濕度與降水強(qiáng)度共同構(gòu)成該過程的核心驅(qū)動(dòng)機(jī)制。
該成果填補(bǔ)了青藏高原腹地云下蒸發(fā)長(zhǎng)期觀測(cè)研究的空白，深化了全球變暖背景下高海拔水文循環(huán)響應(yīng)機(jī)制的認(rèn)知。通過明晰云下蒸發(fā)對(duì)降水落地量的影響，為“亞洲水塔”水資源評(píng)估與管理提供科學(xué)支撐，為評(píng)估未來氣候變化對(duì)青藏高原水循環(huán)的影響提供了新視角。研究團(tuán)隊(duì)表示，將進(jìn)一步拓展觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)，開展更長(zhǎng)時(shí)間尺度研究，持續(xù)揭示青藏高原水循環(huán)對(duì)全球變化的響應(yīng)機(jī)制。
相關(guān)成果以Effects of below-cloud evaporation on stable isotopes in precipitation revealed by 12-year observations in the Tanggula Mountains,Central Tibetan Plateau為題，發(fā)表于地學(xué)一區(qū)TOP期刊Journal of Hydrology。西北研究院何曉波副研究員為第一作者，成都山地所汪少勇博士后為通訊作者。該研究獲國(guó)家自然科學(xué)基金、西藏自治區(qū)科技計(jì)劃重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、冰凍圈科學(xué)與凍土工程全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主部署課題資助。
論文鏈接：https://authors.elsevier.com/c/1lsjZ52cui-PJ
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022169425016403
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