天津地区大气降水中氢氧稳定同位素特征及影响因素研究.PDF

第40 卷第3 期 西南民族大学学报·自然科学版 May 2014 Journal of Southwest University for NationalitiesNatural Science Edition ___________________________________________________________________ doi: 10.3969/j.issn.1003-4271.2014.03.18 天津地区大气降水中氢氧稳定同位素特征及影响 因素研究 徐涛, 刘国东, 邢冰 (四川大学水利水电学院, 成都 610065) 摘 要: 依据国际原子能机构(IAEA)提供的天津地区 1988 ～2001 月降雨和同位素资料, 分析了该地区大气降水的稳定 同位素的组成和变化以及主要影响因素. 天津大气降水线与我国东部季风区的局地大气降水线方程较为接近. 大气降 水同位素组成变化中的温度和降水效应较小, 主要受季风以及季节水汽来源不同的影响, 有显著的季节效应. 关键词: 大气降水; 稳定同位素; 水汽源 中图分类号: P339 文献标识码: A 文章编号: 1003-4271(2014)03-0421-07 1 引言 研究大气降水是水文学的重要组成内容, 是研究水文循环过程的重要一环. 水文循环中各变量之间存在着 时空变异, 如何更好的确定循环过程中各因素与水分的迁移转化关系也成为了研究的热点. 上世纪50 年代开始 将同位素的技术运用于解决水文问题, 并形成了一门新兴学科同位素水文学. 国内外的研究显示水体系在演化 过程中其内部的规律性变化一般可以通过其中共生的同位素得到表现. 因此, 人们在利用同位素研究水文学问 18 O 13 14 3 题的时候通常对“配对”的同位素进行分析, 一般常用的同位素组合有: D 与 的组合、 C 与 C 的组合、H 14 18 和 C 的组合. 应用最为广泛的就是D 与 O 的组合. 国际原子能机构(IAEA)与世界气象组织(WMO)于1961年共同建立了全球降雨同位素监测网, 对全球不同地 区大气降水中的稳定同位素进行了连续的监测. 在长期监测的基础上提出了大气降水稳定同位素组成变化的5 种效应: ①温度效应, 即降水中δ值与其冷凝温度的关系, 一般温度减小,  值也减小; ②纬度效应, 主要纬度  升高, 温度降低,使降水中 值也呈降低的趋势; ③大陆效应, 全球范围内的降水水汽主要来自于海水蒸发, 距    离海洋越远的内陆降水中 值也会减小; ④高度效应, 即海拔增加 值降低; ⑤降水量效应, 即降水中的 值 与降雨量呈负相关. 在上述效应的综合作用下, 全球范围内不同地区的降水水中氢氧稳定同位素组成会略有不 同. 本文旨在分析天津地区, 温度、降水量、季节变化以及水汽来源、季风气候与降水稳定同位素的关系, 研究 那种因素占主导. 由于组成水分子的氢氧同位素具有不同的物理化学特征, 在降水时重同位素首先凝结降落, 而蒸发时则轻