Clim Dyn:青藏高原南部降水稳定同位素影响机制研究取得新进展----中国科学院青藏高原研究所

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Clim Dyn:青藏高原南部降水稳定同位素影响机制研究取得新进展

2015-06-01

　　青藏高原南部冰芯稳定同位素记录的气候解释一直存在争议。准确的理解降水稳定同位素变化过程是揭示冰芯稳定同位素记录气候意义的基础。随着我们对西风和季风两大环流对青藏高原水汽传输认识的逐步深入，急切需要我们进一步深入认识其对青藏高原降水和冰芯稳定同位素的影响过程和机制。

　　近日，中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心高晶副研究员及其合作者对青藏高原南部地区现代降水和冰芯稳定同位素的变化过程和机制进行了研究（图1）。通过利用青藏高原南部拉萨站点2005-2007年事件降水δ¹⁸O同位素观测结果，结合TES卫星反演水汽δD数据和LMDZ-iso(AGCMs)模型模拟结果，他们对高原南部拉萨降水和水汽稳定同位素季节内变化影响过程进行了分析。研究结果表明，高原南部拉萨降水稳定同位素季节内变化与传输路径上的印度北部对流活动密切相关，而本地对流活动和降雨量影响甚微。其影响过程如图2所示：当印度洋水汽传输到印度北部地区时，该地区强烈对流活动通过不饱和下沉运动贫化低层水汽，同时加湿低层大气；当水汽传输至喜马拉雅山南坡时，由于强大的地形阻碍，水汽抬升凝结成雨，稳定同位素通过瑞利过程进一步贫化，越湿的大气其水汽贫化程度越强。经历了上述贫化过程的水汽传输至高原南部形成降雨。

图1 研究点位置和青藏高原水汽传输示意图

图2 印度北部对流活动影响高原南部降水稳定同位素的过程示意图

　　同时，他们通过利用青藏高原南部的宁金岗桑冰芯中稳定氧同位素年数据和临近气象站观测数据及NCEP再分析数据，结合LMDZ-iso(AGCMs)模型模拟结果，揭示出该冰芯稳定氧同位素在1970年代末的突然减小是主要受控于区域大尺度环流（西风和印度季风）改变和气温影响。分析结果表明PDO、ENSO等大尺度模式的改变对十年际尺度宁金岗桑稳定氧同位素的变化有重要影响。这与季节内尺度青藏高原南部降水稳定氧同位素的控制因素有明显差异。

　　以上研究成果已发表于Journal of Geophysical Research-Atmospheres和Climate Dynamics。

　　Gao, J., C. Risi, V. Masson-Delmotte, Y. He, and B. Xu (2015), Southern Tibetan Plateau ice core δ¹⁸O reflects abrupt shifts in atmospheric circulation in the late 1970s, Clim Dyn, 1-12, doi:10.1007/s00382-015-2584-3.

　　He, Y., C. Risi, J. Gao, et al. (2015), Impact of atmospheric convection on south Tibet summer precipitation isotopologue composition using a combination of in situ measurements, satellite data, and atmospheric general circulation modeling, Journal of Geophysical Research: Atmospheres, doi:10.1002/2014JD022180.