一、Relation between stable isotope in monsoon precipitation in southern Tibetan Plateau and moisture transport history(论文文献综述)
杨晓新[1](2022)在《水体稳定同位素在青藏高原大气环流研究中的应用》文中进行了进一步梳理水体稳定同位素作为贯穿水循环的介质,是研究大气环流过程和传输路径的有效手段。介绍了水体稳定同位素技术在青藏高原大气环流研究中的应用,聚焦典型站点降水、河水和冰芯等水体稳定同位素的季节和空间变化特征,揭示了大气环流对地表水稳定同位素高程效应的显着影响,以及大气降水对地表水的主导;引入降水稳定同位素标准判断亚洲夏季风爆发时间;通过冰芯稳定同位素揭示了厄尔尼诺—南方涛动对整个青藏高原水循环的影响及其响应机制的区域差异。在未来的研究中,将加强跟地球系统模型的结合,关注水体稳定同位素在不同时间尺度的控制因子、突变过程以及激发机制,进而量化古气候替代指标中的稳定同位素变化、从较长的时间尺度上重建影响青藏高原的水汽来源的演变历史。同时关注过量氘等具有水汽来源诊断能力的参数,研究其与大尺度环流参数的相关性,从海表温度、蒸发等陆—气相互作用分析并将高原环流过程与全球环流过程紧密结合综合分析。
叶佳意[2](2021)在《近50年金华地区冬季降水的水汽输送特征》文中进行了进一步梳理为了探究近50年金华地区冬季降水的水汽输送特征,了解在不同的大环流背景下金华地区冬季的降水特征,揭示金华地区乃至整个南方地区冬季降水的规律以及对全球气候的响应。本文利用1971~2018年实测降水数据和NCEP再分析资料,分析了近50年金华地区冬季降水量、降水天数的变化特征;基于HYSPLIT模型对金华地区近50年冬季降水的水汽输送特征进行分析,模拟计算了金华地区1971~1977、1978~1999和2000~2018年金华地区三个时间段不同高度层的水汽来源、路径和水汽贡献率;结合三个时间段不同高度层的水汽通量和水汽通量散度来分析不同时期的水汽输送差异,探讨金华地区冬季降水变化的主要影响因素。并在此基础上,选取各时间段内一次典型的异常降水情况,详细分析其水汽输送和环流特征。主要结果如下:(1)1971~2018年金华地区冬季降水量总体呈上升趋势,降水天数呈明显的下降趋势,说明金华地区冬季降水的强度增大,极端降水事件在2000年以后呈现增加趋势,出现极端降水的频率上升;冬季12月、1月和2月的降水量、降水天数和降水强度变化差异较大。研究区冬季降水量存在4 a、12 a和28 a左右的周期震荡,能量最大,变化最明显;冬季降水天数的周期震荡总体来说并不明显,但单个月份的周期震荡较强烈。(2)金华地区近50年不同时期冬季降水的水汽输送通道主要有3条:欧亚非大陆的陆上通道和北大西洋地中海附近的远距离通道、印度洋孟加拉湾-南海通道和局地水汽通道。水汽主要来源于孟加拉湾、南海、阿拉伯海、西太平洋、北大西洋和地中海等海域。局地水汽是低层对流和蒸发的结果,低纬孟加拉湾和南海的水汽输送对研究区降水量的多少起主要影响;高空主要受到西风带的控制,但对研究区降水的贡献较小。1971~1977年,1978~1999年和2000~2018年三个时间段各水汽输送通道的贡献率和水汽输送特征均存在差异:1971~1977年和2000~2018年局地通道和孟加拉湾-南海通道为主要水汽通道,南支槽西南气流和南海转向气流水汽输送偏强,形成较强的辐合区,其中2000~2018年低纬暖湿气流输送更强。1978~1999年局地通道和欧亚大陆通道是主水汽通道,孟湾和南海的水汽显着减少,研究区水汽以欧亚大陆干冷空气为主。东亚冬季风、ENSO事件、印度洋海温偶极子(IOD)和局地蒸发是本文分析的金华地区在不同时间段出现降水异常的主要影响因素。(3)通过分析冬季典型异常降水年份1972、1998和2018年的水汽输送和大环流特征可以发现,异常降水偏多年份主要水汽通道包括欧亚非大陆的陆上通道和北大西洋地中海附近的远距离通道、印度洋孟湾-南海通道、西太平洋通道和局地水汽通道。水汽主要来源于孟加拉湾、南海、西太平洋、阿拉伯海和青藏高原等低纬地区和海域,水汽含量充足,低纬水汽输送增强控制研究区。另外,大环流背景如El Ni(?)o、印度洋海温偶极子(IOD)正位相以及东亚冬季风偏弱是容易出现异常降水偏多现象的主要影响因素;相反则容易出现降水异常减少现象:异常降水偏少年份主要水汽通道包括欧亚非大陆的陆上通道和北大西洋地中海附近的远距离通道和印度洋孟湾-南海通道,水汽主要的贡献来源于西北内陆、西亚和孟加拉湾-南海等地区,水汽含量较少,研究区主要受偏北冷空气的控制,孟湾-南海水汽输送偏弱。
汪颖钊[3](2021)在《鄂西地区大气降水稳定同位素的时空演化:对古气候和古高程重建的启示》文中指出大气降水中的氢(δD)、氧(δ18O)稳定同位素广泛存在于水体中,且对气候环境变化响应灵敏。因此,对大气降水稳定同位素的研究可以为理解全球的气候演化过程提供依据。由于大气降水稳定同位素信号可被地质载体(如冰芯、深海沉积物、黄土、树轮、湖泊沉积物、洞穴石笋等)所记录,所以被广泛应用于古气候古环境变化和高原古高程重建等领域。稳定同位素的时间变化常用来反映气候的演化。以洞穴石笋为例,中国东部季风区石笋氧同位素记录了亚洲季风的变化过程,但是在亚洲季风系统内,不同的子系统对δ18O的影响是否一致,以及在不同的时间尺度上季风和石笋δ18O的关系是否稳定仍不清楚。稳定同位素的垂向空间变化(高程效应)常用来定量重建古高程。但在现有的研究中,利用不同方法重建的古海拔高度有所差别。对现代大气降水稳定同位素时空演化规律的研究,是窥见地质时期同位素气候学与同位素古高程学的窗口。但目前,对于东亚季风区中低海拔地区大气降水稳定同位素在季节和年际时间尺度上的变化与亚洲季风关系的研究并未建立定量的校验,而对该地区不同时间尺度上大气降水同位素高程变化规律和响应因素知之甚少。本论文以鄂西地区不同高程的大气降水稳定同位素为研究对象,着眼于现代大气降水氢、氧同位素组成在时间和垂向空间(高程)上的变化特征,通过现代气象观测资料,详细讨论了季节和年际尺度上,大气降水稳定同位素时间序列所代表的气候意义及鄂西地区降水稳定同位素高程效应的变化规律;同时,结合了石笋氧同位素组成和稳定同位素高程计的研究,为稳定同位素在古气候解译和古高程重建工作中的应用提出了新的认识。论文取得的主要结论可概括如下:1.鄂西地区大气降水稳定同位素的时间序列主要反映北半球热带季风的变化。以监测时间最长的HS站点为代表,调查了研究区大气降水δD和δ18O与当地气温、降水量、不同季风指数的相关关系。研究结果表明,当地气候变化并非影响稳定同位素组成的主要因素,大尺度环流对降水稳定同位素的影响更大。在季节尺度上,大气降水δD、δ18O呈“反温度效应”,r分别为-0.41和-0.47;其与降雨量之间有弱的负相关关系,r均为-0.42;δ18O与包括东亚季风、印度季风和西北太平洋季风在内的9个季风指数之间具有良好的相关性,但以印度季风指数(MHI、SASSI、SAWSI、WYI)的相关性均较高(r分别为-0.46、-0.59、-0.52、-0.54),和西北太平洋季风指数(WNPM,r=-0.60)响应最为灵敏,主要原因是上游地区的环流过程控制了东亚的降水稳定同位素组成。在年际尺度上,δ18O与地气象因子之间无相关关系,且与以纬向风定义的印度季风指数(SAWAI、WYI)和西北太平洋季风指数(WNPM)最为相关(r分别为-0.83、-0.96和-0.86),且受到厄尔尼诺‐南方涛动(ENSO)的调控(r=0.89)。当El Ni(?)o发生时,西太平洋对流活动减弱,云顶效应减弱,导致降水中的δ18O增大;在水汽传输路径上,由El Ni(?)o引起的西北太平洋季风和印度季风强度减弱,导致上游雨出效应减弱,从而令东亚地区的降水同位素值偏正。将季节和年际变化分别与轨道和亚轨道时间尺度进行类比,中国东部季风区石笋δ18O记录的并非局地气候或东亚季风强度的信号,其主要受上游过程影响,反映了北半球热带季风的变化。对于长时间尺度的石笋氧同位素记录而言,δ18O同时受到外部强迫和内部变率的影响,轨道尺度上以太阳辐射为主,亚轨道尺度则受海气耦合控制。2.鄂西地区大气降水稳定同位素在垂直空间上的变化不恒定。利用鄂西地区的高程差异,在海拔3000m内设立了13个大气降水稳定同位素观测站,进行月分辨率的、连续的大气降水稳定同位素监测,考察不同时间尺度上高程变化对大气降水氧同位素组成的影响。研究结果表明,鄂西地区大气降水δ18O随高程的平均递减率为-0.17±0.05‰/100m,δD为-1.20±0.35‰/100m,与全球大部分地区观测的降水稳定同位素高程递减率相符合。δ18O与高程的关系具有明显的季节特征,但相关关系并不稳定(r变化范围为:-0.97~0.79),且同位素随高程递减率也并不恒定(k变化范围为:-0.09~-0.25)。究其原因,多驱动导致了同位素高程效应的多样性,其中温度是控制同位素与高程关系的主要因素,而降雨量、二次蒸发作用同样对高程效应发挥了作用,增加了该效应的复杂性。而在年际尺度上,鄂西地区降水稳定同位素的高程效应显着(r>-0.89,p<0.01),且依然被温度主控。同时,季风环流的年际变化也影响同位素的高程效应,例如El Ni(?)o衰退年,区域降水增多、暴雨极端事件增加、降雨的不均匀性增强,会干扰稳定同位素随高程的变化,使得δD、δ18O随高程的变化梯度偏小。观测结果对古气候和古高程重建具有重要的启示。例如,在古气候重建时,若能剔除不同记录之间由高程效应所造成的δ18O值,则能更准确地提取出地域气候差异信号;而在使用稳定同位素古高程计时,应充分考虑其使用条件,如中、高海拔的限制,干旱或湿润气候的限制,以及现代季风环流背景等因素,我们需要考虑在不同的气候状况下采用不同的梯度值,这样才能提高高程重建的准确度。
李亚举[4](2020)在《南京近地面大气水汽和降水稳定同位素观测研究》文中研究指明大气水汽和降水稳定氢氧同位素是全球或区域大气循环研究的重要载体。其中,降水稳定同位素已经被广泛地应用到水循环各种过程的研究中,并取得丰硕成果。然而作为气候指标,降水稳定同位素仍存在一定局限性。首先,雨滴在降落过程中可能受到蒸发作用,发生同位素动力分馏,从而对水汽源区的信息记录有所偏移。其次,水汽本身在形成降水之前并非单一来源,是不同性质来源的混合体。因此,结合水汽中稳定同位素进行长期连续的监测,将有助于更好地理解水循环过程中稳定同位素的变化机制,对于准确解释同位素记录的气候指代意义也至关重要。近年来,随着光谱同位素技术的普及,水汽稳定同位素连续观测成为可能。本研究以位于中国东部地区且受典型东亚季风影响显着的南京地区为例,对其2011年9月至2018年12月的降水和水汽进行了高分辨率连续收集,并针对其中的降水和水汽稳定同位素的日均值数据展开了如下研究工作:(1)系统分析了该地区水汽和降水稳定同位素组成的季节变化特征;(2)研究了影响水汽稳定同位素的局地气象因子和大尺度大气环流等因素;(3)模拟了云下再蒸发和局地水汽再循环作用对降水稳定同位素组成的影响。本研究得出的主要结论如下:(1)在季节变化规律方面,由于冷凝温度的差异,水汽中的稳定同位素(δ18Ov,δDv,和d-excessv)显示出与降水中的稳定同位素(δ18Op,δDp,和d-excessp)明显不同的特征。其中δ18Ov和δDv表现为春季最高,秋冬季最低,而夏季相对较低;d-excessv和d-excessp季节变化模式相似,表现为夏季风时的低值,秋冬季的高值,但是d-excessv值在季节尺度上明年高于d-excessp值。年平均δ18Ov、δDv和d-excessv分别为-16.93‰、-115.97‰和19.51‰。(2)不同季节水汽稳定同位素的影响因素明显不同。在春季和秋冬季节,δ18Ov与地面气温、水汽浓度和地面气压等局地气象因子的相关性较强,说明大气水汽中稳定同位素主要受局地分馏过程控制;而在受到季风活动影响的夏季,δ18Ov与局地气象因子相关性变弱,δ18Ov低值主要受上游对流活动的“淋洗作用”控制。此外,后向轨迹模拟结果也表明,在夏季风季节,δ18Ov低值主要与大尺度水汽输送过程中上游的对流淋洗过程有关,而d-excessv呈现出最低值的原因与当季海洋水汽源的较弱同位素动力分馏作用有关。在全年的记录中,春季的δ18Ov值最高,这可能与相对较高的气温下同位素分馏较低有关,因为相对较高的d-excessv值是由于干燥条件下的动力学同位素分馏引起的。而秋冬季节的δ18Ov值最低,这可能是因为低温下同位素发生较强分馏作用。此外,由于干燥气候条件下大陆水分循环过程中的同位素分馏作用最强,当季的d-excessv值处于最高水平。(3)降水日大气水汽和降水中稳定同位素的季节变化趋势基本一致。氢氧稳定同位素表现为春季最高,其他季节相对较低的特征;d-excess则表现为秋冬季最高,而夏季最低的特征。降水与水汽的δ18O、d-excess差值表明,雨滴在降落过程中受非饱和空气的影响,而发生不同程度的混合,使得雨滴中的稳定同位素在降落过程中不断富集,而周围大气水汽中的稳定同位素相对贫化。根据同位素瑞利分馏原理,本文计算了各季节雨滴的云下蒸发作用,结果表明夏季雨滴的云下蒸发作用最弱,春季最强,秋冬季次之。(4)降水量、气温和相对湿度等气象因子均对雨滴的云下二次蒸发有不同程度的影响。降雨量较小时,雨滴的云下蒸发更为显着;气温过高或过低时,雨滴云下蒸发不明显;随着相对湿度增加,云下二次蒸发逐渐减弱。(5)利用观测的同位素数据和修正的云下二次蒸发模型(Stewart Models),估算了雨滴云下二次蒸发对研究区降水和水汽稳定同位素的影响。结果表明,南京降水日的年均雨滴二次蒸发比例大约为11%,其中春季的二次蒸发比例最大;夏季和秋冬季节相对较低。不同季节的雨滴云下二次蒸发比例与降水同位素值从云底到地面的变化量(Δδ18O、ΔδD、Δd)均存在显着的线性相关。(6)分析了不同气象参数对云下蒸发模型模拟结果的影响。相对湿度对降水d-excess值的影响显着,相对湿度每增加5%,Δd值平均增大3.6‰;气温的影响相对较小,气温每增加5℃,降水日的平均Δd值降低1.4‰;雨滴直径对降水d-excess的影响表现为,其每增加0.2mm,Δd增加1.5‰。(7)运用二元同位素混合模型,估算了局地水汽再循环的利用率。南京地区局地水汽再循环利用率的算数平均值为11.4%。夏季平均利用率最低,秋冬季最高,春季居中,且秋冬季节的变化幅度远大于其他季节。
林杰[5](2020)在《叶蜡烷烃单体同位素对青藏高原中-晚新生代古地形和古环境的约束》文中研究表明青藏高原隆升和生长是新生代以来最重要的地质事件之一,对区域和全球气候产生了深远影响。重建青藏高原古高程及古地形演化可以有效约束高原隆升历史,而高原内部新生代地层则可以记录区域和全球环境变化。因此,在青藏高原相关新生代沉积盆地开展古高程和古环境的研究具有重要的意义。然而,青藏高原的古高程和古环境研究仍存在不足:(1)定量古高程研究在高原南部开展较为深入,而高原腹地的中北部研究较少且存在较大分歧;(2)古环境研究大多数集中在高原东北部边缘,而高原南部较少且缺乏有力的环境指示的指标。针对上述问题,本文通过叶蜡烷烃单体同位素,在青藏高原腹地和南部分别开展了古高程和古环境演化的研究。与以往传统的碳酸盐岩碳氧同位素相比,叶蜡烷烃来源相对单一,在沉积物中广泛分布,受成岩作用影响较小。本文首先将物源分析与叶蜡烷烃氢同位素相结合,对青藏高原中北部可可西里盆地晚始新世-渐新世古地形特征进行约束。沉积学和碎屑锆石U-Pb年龄对比分析表明,雅西错群的主要物源区为北羌塘地体。利用从雅西错群中提取的叶蜡烷烃氢同位素信号,重建古大气降水同位素特征,并计算得到~3800m的古高程。现代恒河、亚马逊河和刚果河的研究表明,河流沉积物的有机氢同位素代表的是流域的同位素特征,因此,雅西错群叶蜡烷烃氢同位素代表了源区的高程特征,即北羌塘地体的高海拔。孢粉化石研究表明,晚始新世可可西里盆地本身古高程小于2 km,说明原西藏高原北部边界存在大的地形高差。其次,将叶蜡烷烃单体同位素与碳酸盐岩和总有机碳同位素应用于青藏高原西南部札达盆地的古环境研究。札达盆地充填了一套厚约800m的晚新生代陆相沉积,记录了盆地晚中新世以来的环境变化。总有机碳和碳酸盐岩同位素的变化与该盆地沉积环境的转变一致,即在~5.5 Ma出现明显正偏,但是烷烃氢同位素没有出现相似的变化趋势。叶蜡烷烃氢同位素出现明显的波动,且与叶蜡烷烃单体碳同位素协同变化,共同指示了盆地降水量的变化。由于札达盆地位于南亚季风的北部边界,盆地降水量的变化指示了南亚季风的强弱变化。札达盆地叶蜡烷烃同位素可与全球底栖有孔虫氧同位素对比,且盆地沉积具有明显的100 kyr周期,表明全球冰量变化是晚中新世-早上新世南亚季风演化的主要驱动力。
卢佳仪[6](2020)在《中国东部晚中新世以来干湿古气候与古植被演化及其驱动机制》文中研究指明亚洲季风是全球气候系统的重要组成部分,解密它的时空演变规律对人们全面理解不同时间尺度下的全球气候变化具有重要意义。尤其是晚新生代东亚季风的形成与演化无论对区域性还是全球性气候均产生了重要影响。长期以来,对东亚季风轨道尺度上的演化研究众多,而对构造尺度上季风的演化相对较少,且多聚焦于黄土高原、青藏高原和中国南海等区域。中国东部地区因地表覆盖而缺乏长时间尺度的沉积露头剖面,新近纪以来的古气候演化研究一直是个薄弱环节。虽然晚新生代以来东亚季风在构造时间尺度上的演化被认为与青藏高原隆升有关,但有关季风演化的机制目前仍存在很多争议。特别是,与季风相关的干湿古气候在中国东部地区的空间变化规律还不清楚,它是否与现代干湿气候一样存在巨大的空间差异(如,中国东部降雨两极或三极模态)?如是,那么驱动机制又如何?这些问题都有待于深入探讨。同时,伴随着新近纪气候变化,陆地生态系统也出现了重大的转变,尤其是新生代晚期C4草原的出现使C3植物被C4植物大规模取代,草原生境在全球范围内得到了极大的扩张。有关C4植物在中新世的第一次扩展事件已经有了大量的深入研究,人们对这次事件从低纬度向中高纬度的扩张过程的基本框架已经建立。但是,有关东亚地区晚中新世以来的C4植物是否存在第二次扩张事件还不清楚。如有,具体机制又是如何?它与第一次扩展事件有哪些不同点?这些问题都有待于深入探讨。近年来,基于区域地质调查工作的不断发展,在中国东部第四纪强烈覆盖区也获得了晚中新世(ca.8 Ma)以来连续沉积的钻孔岩芯,这为研究中国东部晚中新世以来干湿古气候的变化创造了很好的条件,使得我们能更全面地揭示东亚季风区干湿古气候的演化规律,并为深入探究其驱动机制提供了关键素材。同时,分子古气候代用指标的不断突破也为建立干湿古气候的时间演化序列创造了条件。尤其是来源于微生物细胞膜的甘油二烷基链甘油四醚化合物(Glycerol Dialkyl Glycerol Tetraethers,简称GDGTs),因其在各个环境中分布广泛,且对环境变化响应灵敏,被广泛应用于古环境古气候重建的研究中。所以利用微生物脂类GDGTs的指标重建东亚季风演化具有积极的意义。中国东部长时间尺度钻孔沉积多为河湖相沉积,基于GDGTs化合物的众多指标中,能用于长尺度河湖相干湿古气候重建中的指标须在现代河湖相沉积环境中进行验证其可靠性。本研究从现代河流-湖泊沉积环境入手,选择青海湖等对干湿古气候比较敏感的地区为现代过程研究对象,分析基于GDGTs构建的各指标在现代河流和湖相中的变化及控制因子,选出可靠的干湿古气候指标,再用于中国东部华北平原和苏北平原晚中新世以来的河湖相钻孔中以重建干湿古气候演化。同时,利用有机碳同位素检测方法重建了晚中新世以来中国东部的植被演化。论文取得的主要创新性认识概况如下(部分研究成果已经发表在国际刊物上):1.依据微生物GDGTs现代过程调查,提出了河湖相的干湿古气候代用新指标。通过对干湿气候极其敏感的青海湖地区湖泊沉积物、河流沉积物以及周围土壤中GDGTs化合物的检测,分析了古菌isoGDGTs化合物和细菌br GDGTs化合物在不同沉积环境中的变化规律,讨论了基于GDGTs构建的各古气候重建指标与环境因子间的关系。古菌isoGDGTs在河流和湖泊中的变化较细菌br GDGTs的变化更有规律,且基于isoGDGTs建立的指标GDGT-0/Cren与湖泊水深之间存在显着相关性,可作为可靠的干湿古气候重建指标。而细菌br GDGTs化合物构建的指标在河湖相环境中变化复杂,且受控因子众多。例如,能反映p H的CBT指标在河流沉积物中被发现与盐度有关;能用于重建温度的MBT’指标在湖泊环境中显示出与水深有关等。这使得基于br GDGTs构建的古环境指标在长尺度河湖相沉积中的应用受到很大限制,而GDGT-0/Cren指标原理更清晰,受控因子单一,在河湖相干湿古气候重建中显示出明显优势。在此基础上,综合全球已经报道的湖泊沉积物(包括部分中国东部地区的湖泊沉积物)和泥炭地的GDGT数据,进一步支持了GDGT-0/Cren指标可以作为陆地水体环境的干湿古气候代用指标。2.发现了中国东部晚中新世以来构造时间尺度的干湿古气候呈现出三极模态的空间变化,提出了赤道太平洋海温梯度的驱动机制。通过对华北平原天津G3钻孔(8 Ma至今)和苏北平原盐城ZKA4钻孔(~7.6 Ma)河湖相沉积物中GDGTs化合物的测试分析,利用新发现的古气候指标GDGT-0/Cren和以前建立的Ri/b指标重建了晚中新世以来中国东部北方的干湿古气候变化。华北平原以及苏北平原的分子记录显示,晚中新世至早上新世气候干旱,降雨量少;自上新世早期(约4.2~4.5 Ma)起东亚夏季风(EASM)显着增强,季风降水突然增加,气候变湿润,直至现在。这种以早上新世为界的干湿古气候变化规律与黄土高原及中国南海的记录一致,而与中部长江中下游的记录相反,即晚中新世到早上新世华北及南海中南部气候干旱(-),而长江中下游和南海北部气候湿润(+);早上新世4.2 Ma之后这种模式发生反转。因此本研究认为自晚中新世起,中国东部的降雨模式呈现出南北一致而中部相反的“类三极模态”,且这种降雨模式在早上新世4.2 Ma左右发生反转,即从“-,+,-”变成“+,-,+”模式。根据中国东部现代年际和年代际降雨分布模式以及结合早上新世全球古气候记录,本研究认为早上新世4.2 Ma左右中国东部降雨的“三极模态”发生的原因主要由赤道太平洋纬向和经向海温梯度自早上新世开始显着增加,导致西太平洋菲律宾上空对流活动增强所导致。此外,增强的Hadley环流以及Walker环流从赤道热带通过极地向的运输使得向北传播的水汽增多对早上新世以来东亚夏季风的增强也有所贡献。微生物脂类指标所揭示的中国东部构造时间尺度干湿古气候的这种三极模态空间变化及其驱动机制进一步得到了古气候模型模拟结果(由国外合作者完成)的支持,但这一驱动机制与本课题组之前报道的中国东部千年时间尺度三极模态干湿古气候的驱动机制(Zhang et al.,2018,Science)有较大差异。3.依据分子地球生物学记录,发现了C4植物在早上新世出现晚新生代以来的第二次扩张事件,提出了大气CO2浓度的驱动机制。通过对华北平原G3钻孔以及苏北平原ZAK4钻孔中全岩有机碳同位素进行分析,重建了中国东部晚中新世以来C3/C4植物演化历史,并与东亚其它地区以及全球各大陆同时期植被记录进行对比,深入探讨了影响C4草本扩张的机制。天津G3钻孔的有机碳同位素显示出在4.1 Ma左右出现明显正偏且波动剧烈,盐城ZKA4钻孔的有机碳同位素显示在4.5 Ma左右出现明显正偏。两根钻孔的数据较为一致的指示了早上新世中国东部有一次明显C4草本扩张事件。这次C4草本扩张事件同样在黄土高原土壤碳酸盐碳同位素研究中也有记录,说明具有区域性特征。进一步综合全球数据发现,早上新世的这次C4草本扩展事件在非洲、西亚、澳大利亚、北美和南美同时期碳同位素记录均有显示。由此提出了早上新世的C4草本扩张是一次全球性事件,且与晚中新世的第一次全球C4扩张事件是相互独立的。虽然晚中新世的C4扩张被认为可能与干旱化增强和火灾变多有关,但这并不能解释早上新世的C4草本扩张。本研究结合早上新世全球古气候记录,推测这次全球C4扩张事件主要由大气CO2分压的长期降低所引起的。这一推论得到了光量子产率模型的支持,该模型显示,在早上新世,随着大气CO2分压以及温度的降低,很多地区的气候条件越过了有利于C4草本生长的阈值,特别是在如华北平原、苏北平原这样的中纬度地区,因此C4草本出现了再一次大规模的扩张。
黄美华[7](2020)在《基于稳定同位素技术的季风边缘区降水过程研究 ——以祁连山东段冰沟河流域为例》文中研究指明大气降水作为水循环过程中必不可少的一个环节,对其形成过程中稳定同位素的研究有助于我们进一步了解区域水循环过程。祁连山东段的冰沟河流域地处于季风边缘区,降水过程复杂多变。鉴于此,本研究在冰沟河流域建立了降水同位素监测点,根据2018年1月2018年12月降水同位素数据和NCEP提供的2018年的再分析数据,系统分析了流域内降水稳定同位素的基本变化特征,并结合后向轨迹模型以及雨滴蒸发模型对水汽输送过程以及云下二次蒸发等问题进行了研究。结果表明:(1)研究区日尺度下降水中δD和δ18O值的变化趋势一致。从季节变化上看,夏半年δD和δ18O值明显高于冬半年。在气温变化的影响下研究区变差系数春夏季小于秋冬季。研究区大气降水同位素主要受到温度效应的影响,虽然研究区的降水量效应在全年没有体现,但是在季风水汽的影响下使得暖季呈现出微弱的降水量效应。(2)事件尺度的冰沟河流域大气水线为δD=7.79δ18O+10.47,在干燥环境中云下二次蒸发效应以及不同水汽源地同位素值的共同影响下研究区大气水线方程的斜率低于而截距略高于全球大气水线方程的;冰沟河流域大气水线各个季节上的理论与实际斜率间的明显差距从一定程度上能够说明区域内降水过程经历了云下二次蒸发;多变的局地气候条件、不同形态的降水形式以及不同的水汽源地均是的影响研究区大气降水线季节变化的因素。(3)不同季节控制降水水汽来源的环流系统存在较大差异,其中,西风带是主导冰沟河流域常年降水的水汽来源,北部来的水汽占比仅次于西风水汽,其次为内陆再蒸发水汽以及季风水汽。研究区全年300hPa高度上的水汽通量流线基本上均是自西向东流动;夏季,西风环流带来的降水中同位素值最高,季风环流带来的降水中同位素值最低;北部来的水汽带来的同位素值高于内陆和南部来的季风水汽,这可能与水汽形成时的温度有关。干燥环境下湖泊、河流等水体的再蒸发水汽为研究区带来了较高的d-excess值的降水;冬季西风水汽输送为研究区带来的是同位素值较低的降水,而从北部来水汽为研究区带来了同位素值较高的降水。(4)研究区雨滴直径的变化在0.4 mm1.2 mm间,其中雨滴直径小等于1 mm的降水事件在总降水事件中的占比高达的91.4%。而雨滴末速度则分布在在0.7413.87 m/s范围内,其中在2 m/s6 m/s间的降水事件达到了32次,占所有降水次数的55.2%。蒸发速率的最大值出现在夏半年,蒸发剩余比整体偏小,最小值出现在冬半年,蒸发剩余比普遍较大。研究区内月尺度下的?d值在5-8月相对较大,其余月份变化量很小,降水中蒸发剩余比(f)和?d的出现显着地线性关系,即在蒸发剩余比大于92%时,每增加1%的蒸发量,降水中将减少1.07‰/%的?d值。
史晓宜[8](2020)在《青藏高原南部降水稳定同位素影响机理及其模拟研究》文中研究说明青藏高原作为地球的第三极,是气候变化的敏感区域,也是国内外学术界关注的热点区域。青藏高原发育大量冰川,冰芯记录的降水稳定同位素信息,为过去气候研究提供了媒介基础。研究该区域降水稳定同位素的控制因素及影响机制,对于深刻理解该区域现代稳定同位素水文过程具有极为重要的科学意义。基于降水稳定同位素的季节性差异,评估模式误差,为模式误差影响该区域开展过去气候的同位素模拟及古气候记录的同位素信息提供数据依据和理论参考。本论文利用青藏高原南部地区观测的降水δD,卫星反演的水汽δD和气象资料,系统地研究了天气尺度、季节内尺度和季节尺度上影响降水δD变化的控制过程;结合嵌套了水同位素模块的大气环流模型(iso-GCMs),检验iso-GCMs捕获降水δD的变化特征及其控制过程的能力,并对IASI观测误差开展了敏感性检验;基于青藏高原降水稳定同位素观测网提供的降水、卫星观测的水汽和模式模拟的稳定同位素的季节性差异,探讨青藏高原南北区域影响模式间降水同位素变化幅度的影响因素,评估模式误差。研究结果如下:1)丽江大气降水线为7.97δ18O+3.66。2017年3月-2018年8月,降水δ18O值在-23.60‰~2.70‰范围内波动,平均值为-11.40‰,标准偏差为5.24‰;降水δD值的在-185.00‰~18.20‰之间波动,平均值为-87.1‰,标准偏差为42.25‰。梅里雪山区域3个站点的大气降水线斜率接近全球大气降水线斜率8,2017年6月~2018年8月,降水δ18O的波动范围分别为-28.02‰~4.66‰,平均值为-12.89‰,标准偏差为6.30‰;降水δD的波动范围为-210.10‰~41.54‰,平均值为-96.94‰,标准偏差为50.29‰。季节和季节内尺度上,丽江降水氢同位素比率与局地风向之间表现出显着的正相关关系。季节尺度上,丽江降水氢同位素率与相对湿度、温度之间也存在显着的负相关。天气尺度上,丽江降水氢同位素比率表现出“降水量效应”和显着的“温度效应”,但相关性系数较低。局地气象要素不足以解释降水氢同位素的变化,可能受到上游深对流活动和雨滴蒸发过程的影响。2)结合站点观测的降水δD和IASI观测的水汽δD,量化了季节至天气尺度下影响降水δD变化的不同过程的的相对贡献。季节尺度上,降水δD同时受局地过程和沿气团轨迹过程的影响。首先是局地过程起主要的控制作用,表现为第三贡献α.(Rveq-RvLS)对降水δD的贡献量为69%,且与相对湿度(r=-0.91,p<0.01)和局地风向(r=0.97,p<0.01)之间的显着性相关关系,明确雨滴二次蒸发和局地环流过程对降水同位素变化的影响;其次,受大尺度范围内(>200 km)沿气团轨迹过程,尤其是上游的深对流活动和水汽源变化的影响,表现为第二贡献α.RvLS对降水δD的贡献量为27%,且降水δD与沿水汽输送路径上累计前两天的降水量之间表现出的显着负相关关系(r=-0.89,p<0.01),明确上游深对流过程对降水同位素变化的影响;局地风向和第二贡献α.RvLS、轨迹方向之间的正相关关系,表明水汽源变化也是影响降水同位素变化的主要过程之一。季节内尺度上,第三贡献α.(Rveq-RvLS)对降水δD变化的贡献量为115%,主要受到雨滴二次蒸发和局地环流的影响,而第二贡献α.RvLS和降水δD之间的负相关关系,表明上游深对流过程抑制或模糊了降水同位素的变化;天气尺度上,降水δD的变化主要受局地过程控制,第二贡献α.RvLS对降水δD变化的贡献量为68%,可能受到小尺度范围内水汽δ D在水平和垂直方向上的差异性影响。结果明确了影响降水同位素变化的控制过程表现出对时间尺度的依赖性。3)基于TES、GOSAT观测的水汽δD、iso-GCMs的模拟结果和站点的降水δD资料,探讨季节尺度至天气尺度上丽江地区降水δD信号所反映的空间尺度特征。季节尺度上,丽江的降水δD信号在一定的空间范围内表现出一致的空间分布,与梅里地区不同海拔的明永、太子庙和莲花寺降水δD之间表现出显着的正相关(r>0.88,p<0.01),且丽江地区水汽δD几乎与周边所有格点之间的空间相关性系数高于0.8。季节内和天气尺度上,丽江的降水δD与梅里雪山区域三个站点的降水δD之间无明显相关关系,水汽δD主要表现出局地信号。明确了时间尺度越长,降水稳定同位素信号所反映的空间尺度越大。4)利用SWING2模式输出的月降水和水汽δD和LMDZ-iso模式模拟的日降水和水汽δD,量化了 iso-GCMs对控制丽江地区降水δD变化的不同过程的相对贡献,评估了 iso-GCMs模拟降水δD变化特征及其控制过程的能力。结果表明,季节尺度上,iso-GCMs能够准确捕获到降水δD的季节变化,但LMDZ-iso和SWING2模拟的第二贡献α.RvLS对降水δD变化的贡献量均高于观测值(27%),模拟的第三贡献α.(Rveq-RvLS)对降水δD变化的贡献量低于观测值(69%)。季节内和天气尺度上,LMDZ-iso仍高估了大尺度过程,低估了局地过程对降水同位素的变化。IASI观测误差不会明显地改变已有结论,低水平分辨率可能是造成低估的主要原因。5)以降水和水汽稳定同位素的季节差异为研究标准,探讨影响青藏高原地区模式间降水稳定同位素季节差异变化幅度的因素,并评估模式误差。青藏高原南部模式间降水δ18O季节差的变化幅度与上游降水量的季节性差异之间表现出显着的负相关关系;北部地区,该变化幅度主要由上游纬向风的季节差异影响,具体表现为:季风环流越强,季风环流影响区域越向北扩展,纬向风的季节差异越负。夏季,来自季风对流区的水汽更加贫化重同位素,致使氧同位素的季节差越贫化。模式对气候要素的良好模拟是模拟水同位素变化的关键因素。
李宗杰[9](2020)在《基于稳定同位素示踪的长江源区径流源解析研究》文中进行了进一步梳理全球气候变化背景下,冰冻圈的剧烈消融一方面引起固体水资源的锐减,另一方面增加的融水量正逐步改变着流域水文过程和水循环特征,特别是液态降水增加和冰雪、冻土剧烈消融引起的寒区径流成分改变及其水文效应变化,对流域径流演变规律及水循环机制产生了深刻影响,进而对水资源的时空配置及其水利资源的开发利用带来了新的挑战。那么如何量化气候变暖和冰冻圈剧烈消融背景下径流成分的变化,已成为寒区水文学研究亟待解决的关键科学问题。为此,本文以长江源区为研究区,共采集大气降水、冰雪融水、冻土层上水和河水样品1770组,应用稳定同位素示踪和端元混合径流分割模型等方法,分析了长江源区径流稳定同位素特征及指示的水文过程,然后基于稳定同位素示踪剖析了径流与大气降水、冰雪融水和冻土层上水的紧密联系,确定了径流组成成分,最后运用端元混合径流分割模型量化了出山口径流、不同类型支流和冻土层上水的补给源。得出的主要结论如下:(1)受局地环境及不同水源补给比例差异的影响,河水稳定同位素时空变化差异显着,其空间变化主要反映了3个因素的影响:不同海拔的河水补给源及补给比例的差异性;不同海拔降水汇流量及稀释作用的程度差异;不同海拔蒸散发程度的差异。(2)长江源区冰雪融水和冻土层上水稳定同位素特征主要受消融过程、蒸散发和补给源变化的影响。冻土层上水氧同位素以4400-4600 m为界,低于该海拔时呈现出显着的反海拔效应,高于该海拔时呈现显着的海拔效应,这一现象主要是由于地下冰融水对冻土层上水补给比例随海拔的增加而引起的。(3)冻土层上水是长江源区径流的主要补给源。与降水、冰雪融水和冻土层上水相比,河水稳定同位素年际变化比较平稳、波动小,反映了各水体先混合转化为地下水,然后补给径流。更为重要的是,河水局地蒸发线与大气水线交点的稳定同位素组成与冻土层上水极为相近。各水体稳定同位素的聚类分布和紧密联系表明,长江源区径流主要由冻土层上水、大气降水和冰雪融水混合补给而成。(4)2016年6月至2018年5月,沱沱河站冻土层上水、大气降水和冰雪融水分别贡献了河水的约51%、26%和23%,直门达站冻土层上水、大气降水和冰雪融水分别贡献了河水的约49%、34%和17%。研究区冰雪融水对径流的贡献率从源区到出山口呈下降趋势,而大气降水呈增加趋势,冻土层上水则保持稳定态势,5月、6月和10月冻土层上水主导研究区径流补给,而7月和8月降水的贡献率达50%左右。(5)冻土层上水也是冰川冻土区支流河水、冻土区支流河水和不同海拔干流河水的主要补给源。在强消融期,冻土层上水对冰川冻土区支流河水的补给比例与大气降水和冰雪融水的补给比例相差不大。对冻土区支流河水而言,大气降水和冰雪融水的补给比例相对较低。强消融期不同海拔干流河水的主要补给源是大气降水。(6)大气降水是长江源区冻土层上水的主要补给源,其次是地下冰融水,但其贡献率远低于大气降水,而冰雪融水仅在消融初期和消融末期补给冻土层上水,并且冰雪融水对冻土层上水的补给仅限于高海拔区,其贡献比例较小。本文首次将冻土层上水及其对寒区径流的影响作为研究内容,确认了冻土层上水是径流的主导,并从寒区水循环过程的角度开展同位素水文学研究,率先量化确定了不同类型支流和冻土层上水的补给源及补给源的时空变化特征,拓展了寒区同位素水文学,为深入揭示气候变暖背景下寒区径流的演变机制提供理论基础,为寒区径流变化模拟和预测研究提供参数支持,进而为更准确的评估冰冻圈快速变化对水文水资源和生态系统的影响提供科学依据。
徐秀婷[10](2020)在《石羊河流域降水氢氧同位素的区域差异及水汽来源分析》文中提出稳定同位素对环境变化响应十分敏感,已经被广泛应用于气候学、生态学、自然地理学、水文学和其它领域研究中。大气降水是地球上水循环过程的重要环节,对降水中的氢氧同位素进行研究有助于深入了解水循环过程。石羊河流域的上游地区和中下游地区自然环境差异较大,因而降水同位素变化也存在差异。为明确石羊河流域不同区域的降水氢氧同位素组成特征差异,本文基于2017年6月至2019年5月在石羊河流域上游地区3个采样点和中下游地区4个采样点采集的547个降水样品和相应的气象资料,对石羊河流域上游山区与中下游绿洲区和荒漠区的降水氢氧同位素组成进行对比分析,并结合HYSPLIT模型探讨水汽来源,得出以下主要结论:(1)石羊河流域降水中δ18O值表现出明显的夏秋高、冬春低的季节性变化特征,d-excess总体上变化趋势与δ18O季节变化趋势相反。中下游地区年降水量加权平均δ18O值高于上游地区。石羊河流域地方大气降水方程为:δD=7.6δ18O+7.3;上游地方大气降水方程为:δD=7.8δ18O+9.9;中下游地方大气降水方程为:δD=7.2δ18O+2.6,中下游地区的地方大气降水线斜率与截距小于上游地区。(2)石羊河流域降水氢氧同位素表现出明显的温度效应,各采样点的δ18O与温度为正相关。上游地区在所有温度条件下降水同位素皆表现出温度效应,但T<8℃时的温度效应比T>8℃时更显着;中下游地区的温度效应在T>0℃条件下有体现,且当0℃<T<8℃时温度效应表现更明显,而在T<0℃条件下未表现温度效应。(3)全年尺度下石羊河流域中下游地区未表现出降水量效应,上游地区存在一定的降水量效应。季节尺度下,上游地区的夏季和冬季表现出明显的降水量效应,中下游地区的夏季表现出良好的降水量效应。上游地区在降雪状态下和降雨强度为小雨、中雨时降水量效应显着;中下游地区在降雨强度为中雨时表现出降水量效应。连续性降水事件也表现出降水量效应。(4)石羊河流域降水同位素高程效应存在,海拔每升高100m,δ18O下降0.22‰,冷季的高程效应体现比暖季更明显。上游地区仅在暖季体现出较低水平的高程效应。中下游地区存在高程效应,海拔每升高100m,δ18O下降0.38‰,冷季的高程效应体现比暖季明显。(5)流域降水水汽主要来源于西风环流,北方和东南方向来的水汽对流域降水贡献较小,西南方向来的水汽对流域降水的贡献几乎可以忽略。由西北方向进入流域的水汽主要来自北大西洋海域、欧洲大陆高纬地区或中亚地区;北方方向水汽主要来自西伯利亚大陆蒸发;西南方向水汽可能来自于印度洋水汽团或西部来的水汽气团遇地形阻挡而转向的水汽团;东南方向来的水汽来自于太平洋,主要在夏秋季节由东南季风向内陆输送。
二、Relation between stable isotope in monsoon precipitation in southern Tibetan Plateau and moisture transport history(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Relation between stable isotope in monsoon precipitation in southern Tibetan Plateau and moisture transport history(论文提纲范文)
(1)水体稳定同位素在青藏高原大气环流研究中的应用(论文提纲范文)
1 引言 |
2 水体稳定同位素在气候与环境研究中的理论基础和应用 |
2.1 水体稳定同位素研究的理论基础 |
2.2 水体中稳定同位素变化特征及其相关大气环流过程研究 |
2.3 青藏高原水体稳定同位素监测网 |
3 青藏高原降水水体稳定同位素时空变化特征及其在大气环流研究中的应用 |
3.1 青藏高原降水水体稳定同位素的典型区域特色及其对环流模态的指示 |
3.2 水体稳定同位素在水汽来源研究中的应用 |
3.3 现代水体稳定同位素对季风强度的反映 |
3.4 冰芯稳定同位素对年际尺度大气环流过程的揭示 |
4 结语 |
(2)近50年金华地区冬季降水的水汽输送特征(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 冬季降水研究进展 |
1.2.2 水汽输送研究进展 |
1.2.3 HYSPLIT模型在水汽输送的应用研究 |
1.2.4 存在的问题 |
1.3 研究内容和技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第二章 资料与方法 |
2.1 研究区概况 |
2.2 数据资料 |
2.3 研究方法 |
2.3.1 降水距平百分率 |
2.3.2 小波分析 |
2.3.3 HYSPLIT模型 |
2.3.4 Meteo Info软件和聚类分析 |
2.3.5 水汽贡献率 |
2.3.6 水汽通量 |
第三章 金华地区冬季降水特征 |
3.1 金华地区冬季降水量的年际和年代际变化 |
3.1.1 冬季降水量年代际变化特征 |
3.1.2 冬季降水量年际变化特征 |
3.2 冬季降水天数变化特征 |
3.3 极端降水变化特征 |
3.4 金华地区冬季降水的周期变化 |
3.4.1 冬季降水量的周期变化 |
3.4.2 降水天数的周期变化 |
3.5 小结 |
第四章 金华地区冬季降水水汽输送特征 |
4.1 轨迹模拟方案 |
4.2 金华地区1971~2018 年冬季降水水汽来源和路径 |
4.2.1 1971~1977 年冬季降水水汽来源和路径 |
4.2.2 1971~1977 年冬季降水水汽输送特征 |
4.3 金华地区1978~1999 年冬季降水水汽输送特征 |
4.3.1 1978~1999 年冬季降水水汽来源和路径 |
4.3.2 1978~1999 年冬季降水水汽输送特征 |
4.4 金华地区2000~2018 年冬季降水水汽输送特征 |
4.4.1 2000~2018 年冬季降水水汽来源和路径 |
4.4.2 2000~2018 年冬季降水水汽输送特征分析 |
4.5 金华地区冬季降水不同时间段水汽输送特征对比分析 |
4.6 成因分析 |
4.6.1 东亚冬季风 |
4.6.2 ENSO |
4.6.3 印度洋海温偶极子(IOD) |
4.6.4 局地蒸发 |
4.7 小结 |
第五章 金华地区冬季典型异常降水事件成因分析 |
5.1 降水过程分析 |
5.2 轨迹模拟方案 |
5.3 1972 年冬季降水偏多事件成因分析 |
5.3.1 水汽通道分析 |
5.3.2 水汽通量分析 |
5.3.3 其他成因分析 |
5.4 1998 年降水偏少事件成因分析 |
5.4.1 水汽通道分析 |
5.4.2 水汽通量分析 |
5.4.3 其他成因分析 |
5.5 2018 年降水偏多事件成因分析 |
5.5.1 水汽通道分析 |
5.5.2 水汽通量分析 |
5.5.3 其他成因分析 |
5.6 小结 |
第六章 结论和展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者在学期间所取得的科研成果 |
致谢 |
(3)鄂西地区大气降水稳定同位素的时空演化:对古气候和古高程重建的启示(论文提纲范文)
作者简历 |
摘要 |
abstract |
缩略词注释表 |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 研究进展及存在问题 |
1.2.1 大气降水稳定同位素 |
1.2.2 稳定同位素在古气候重建中的应用及其进展 |
1.2.3 稳定同位素在古高程重建中的应用进展 |
1.2.4 现代大气降水稳定同位素监测研究 |
1.3 研究目标和研究内容 |
1.4 技术路线 |
1.5 完成的工作量 |
第二章 研究区域与研究方法 |
2.1 研究区域概况 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 地质背景 |
2.1.3 气候特征 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 研究地点的选择 |
2.2.2 大气降水的采集 |
2.2.3 大气降水中稳定同位素的测试 |
2.3 气象观测和资料收集 |
2.3.1 温度、湿度和降水的观测 |
2.3.2 其他气候指数的收集 |
第三章 鄂西地区大气降水稳定同位素组成及其变化特征 |
3.1 大气降水氢同位素组成及其变化特征 |
3.2 大气降雨氧同位素组成及其变化特征 |
3.3 大气降水氢氧同位素组成之间的相关关系 |
3.4 氘盈余的变化特征 |
第四章 鄂西地区大气降水稳定同位素组成的时间变化特征及其对古气候重建的启示 |
4.1 大气降水稳定同位素对当地气候的响应 |
4.1.1 大气降水稳定同位素的气候意义 |
4.1.2 大气降水稳定同位素与当地温度的关系 |
4.1.3 大气降水稳定同位素与当地降雨量的关系 |
4.2 季节尺度上大气降水稳定同位素对亚洲季风的响应 |
4.2.1 亚洲季风指数 |
4.2.2 季节尺度上大气降水稳定同位素组成与季风指数的关系 |
4.3 年际尺度上大气降水稳定同位素对亚洲季风的响应 |
4.3.1 年际尺度上大气降水稳定同位素组成与季风指数的关系 |
4.3.2 年际尺度上ENSO对大气降水稳定同位素组成的影响 |
4.4 大气降水稳定同位素的时间变化特征对古气候重建的启示 |
第五章 鄂西地区大气降水稳定同位素组成的垂直空间变化特征及其对古高程重建的启示 |
5.1 稳定同位素高程效应及其影响因子 |
5.2 季节尺度上鄂西地区大气降水稳定同位素的高程效应 |
5.2.1 大气降水同位素高程效应的季节变化特征 |
5.2.2 季节尺度上温度对降水同位素高程效应的影响 |
5.2.3 季节尺度上其他因素对降水同位素高程效应的影响 |
5.3 年际尺度上大气降水稳定同位素的高程效应 |
5.3.1 降水同位素高程效应的年际变化特征 |
5.3.2 年际尺度上温度对降水同位素高程效应的影响 |
5.3.3 年际尺度上其他因素对降水同位素高程效应的影响 |
5.4 大气降水稳定同位素的高程效应对古高程重建的启示 |
5.4.1 降水氧同位素高程效应对精确对比石笋记录的启示 |
5.4.2 降水稳定同位素高程效应可精确同位素高程计的使用范围 |
第六章 结论和展望 |
6.1 结论 |
6.2 建议 |
6.3 创新点 |
致谢 |
参考文献 |
(4)南京近地面大气水汽和降水稳定同位素观测研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 水体稳定同位素基本概念 |
1.2.1 同位素和同位素效应 |
1.2.2 同位素组成的表达 |
1.2.3 大气水线和过量氘 |
1.2.4 同位素瑞利分馏和动力分馏 |
1.2.5 同位素效应 |
1.3 国内外研究进展 |
1.3.1 季风区氢氧稳定同位素的影响因素 |
1.3.2 稳定同位素与大气水平衡 |
1.3.3 稳定同位素与局地水汽再循环 |
1.4 本研究的目的和意义 |
第二章 研究区域概况与实验分析 |
2.1 研究区域概况 |
2.1.1 区域地理概况 |
2.1.2 气温 |
2.1.3 气候和大气环流 |
2.1.4 水文特征 |
2.2 数据来源 |
2.2.1 稳定同位素数据来源 |
2.2.2 稳定同位素数据的采样和观测 |
2.2.3 气象资料数据 |
2.3 分析方法和模型介绍 |
2.3.1 相关性分析 |
2.3.2 HYSPLIT模型与聚类分析 |
2.3.3 改进的Stewart模型估计云下二次蒸发作用 |
2.3.4 利用同位素观测值估算云下蒸发 |
2.3.5 二元模型计算局地水汽贡献 |
第三章 水汽稳定同位素的测定方法与校正 |
3.1 质谱法测量同位素比值 |
3.2 光谱法测量同位素比值 |
3.3 大气水汽稳定同位素数据的校正 |
3.3.1 稳定同位素数据的观测流程 |
3.3.2 大气水气浓度的校正 |
3.3.3 仪器记忆效应的校正和标样数据筛选 |
3.3.4 仪器漂移效应的校正 |
3.3.5 仪器浓度效应的校正 |
3.3.6 数据标准化 |
3.4 与传统冷阱收集技术的结果对比 |
3.5 小结 |
第四章 水汽稳定同位素组成的特征和影响因素 |
4.1 大气水汽中稳定同位素组成的季节变化 |
4.2 局地气象因子对水汽稳定同位素组成的影响 |
4.3 大尺度大气环流对水汽稳定同位素组成的影响 |
4.4 小结 |
第五章 降水与水汽中稳定同位素组成的比较及云下蒸发的影响 |
5.1 降水日降水和水汽中稳定同位素组成特征 |
5.2 云下蒸发的影响因素 |
5.2.1 降雨量对云下蒸发的影响 |
5.2.2 温度对云下蒸发的影响 |
5.2.3 相对湿度对云下蒸发的影响 |
5.3 云下二次蒸发模拟 |
5.3.1 模型相关参数的计算 |
5.3.2 雨滴蒸发比例与降水稳定同位素的关系 |
5.4 模型参数敏感性分析 |
5.4.1 不同气象条件下f和Δd之间的关系 |
5.4.2 气象要素的敏感性分析 |
5.5 小结 |
第六章 利用稳定同位素对局地水汽再循环贡献的估计 |
6.1 二元混合模型模拟结果 |
6.2 水汽再循环的讨论 |
6.3 对古气候同位素记录的意义 |
6.4 小结 |
第七章 结论和展望 |
7.1 主要结论 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间主要学术活动和成果 |
致谢 |
(5)叶蜡烷烃单体同位素对青藏高原中-晚新生代古地形和古环境的约束(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 青藏高原古高程研究进展 |
1.1.2 青藏高原深时古环境研究 |
1.1.3 叶蜡烷烃单体同位素研究进展 |
1.2 研究内容及意义 |
1.3 工作量小结 |
1.4 论文创新点 |
2 区域地质背景 |
2.1 可可西里盆地地质背景 |
2.1.1 可可西里盆地构造特征 |
2.1.2 可可西里盆地地层特征和时代约束 |
2.1.3 可可西里盆地沉积演化历史 |
2.2 扎达盆地地质背景 |
2.2.1 扎达盆地构造特征 |
2.2.2 扎达盆地地层特征和年龄约束 |
2.2.3 扎达盆地古高程与古环境 |
3 实验方法 |
3.1 叶蜡烷烃单体同位素测定 |
3.1.1 测定仪器和原理 |
3.1.2 实验流程 |
3.2 碳酸盐岩碳氧同位素分析 |
3.3 TOC、TN含量及碳氮稳定同位素分析 |
3.4 砂岩颗粒成分统计 |
3.5 锆石U-Pb年代学分析 |
4 可可西里盆地演化和隆升历史 |
4.1 雅西错群沉积环境分析 |
4.2 雅西错群物源分析 |
4.2.1 砂岩颗粒成分统计 |
4.2.2 雅西错群碎屑锆石及沉积年龄约束 |
4.2.3 雅西错群碎屑锆石物源分析 |
4.3 可可西里盆地演化 |
4.4 叶蜡烷烃单体氢同位素古高程 |
4.4.1 单体氢同位素结果 |
4.4.2 成岩作用对叶蜡烷烃同位素的影响 |
4.4.3 晚始新世-渐新世大气降水同位素重建 |
4.4.4 古高程计算 |
4.4.5 误差分析 |
4.5 青藏高原中北部晚始新世-渐新世古地形 |
4.6 可可西里盆地隆升历史 |
4.7 小结 |
5 扎达盆地古环境演化与南亚季风 |
5.1 实测剖面和年龄约束 |
5.2 碳酸盐岩碳氧同位素及古环境意义 |
5.3 总有机碳含量和碳同位素 |
5.4 叶蜡烷烃单体同位素及其古环境意义 |
5.4.1 烷烃分布特征和分子指标 |
5.4.2 叶蜡烷烃单体碳同位素 |
5.4.3 叶蜡烷烃单体氢同位素 |
5.4.4 叶蜡烷烃单体同位素的古环境意义 |
5.5 札达盆地古环境演化与南亚季风 |
5.5.1 晚中新世-早上新世札达盆地古环境演化 |
5.5.2 晚中新世-早上新世南亚季风演化 |
5.6 小结 |
6 结论 |
6.1 结论 |
6.2 研究工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(6)中国东部晚中新世以来干湿古气候与古植被演化及其驱动机制(论文提纲范文)
作者简历 |
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景和意义 |
1.2 国内外研究进展及存在问题 |
1.2.1 晚新生代东亚季风的演化 |
1.2.2 微生物四醚膜脂化合物GDGTs的研究现状 |
1.2.3 新生代晚期全球植被演化 |
1.2.4 目前存在的问题 |
1.3 主要研究内容和研究思路 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 论文思路 |
1.4 论文工作量统计 |
第二章 研究区域与研究方法 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 青海湖区域概况 |
2.1.2 天津G3钻孔区域研究概况与钻孔岩性特征 |
2.1.3 盐城ZKA4钻孔区域研究概况与钻孔岩性特征 |
2.2 样品采集 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 GDGTs化合物的提取和分离 |
2.3.2 GDGTs化合物的检测 |
2.3.3 有机碳同位素前处理及测试 |
2.3.4 其它测试 |
第三章 现代河湖沉积物GDGTs化合物的分布特征及对古环境重建的指示意义 |
3.1 序言 |
3.2 古菌isoGDGTs及相关指标在现代河湖相沉积环境中的变化 |
3.2.1 古菌isoGDGTs在湖泊及河流沉积物中的分布特征 |
3.2.2 古菌isoGDGTs化合物及相关指标在土壤-河流-湖泊动态过程中的变化 |
3.3 干湿古气候指标GDGT-0/Cren在河湖相沉积环境中的适用性 |
3.3.1 现代湖泊沉积物中GDGT-0/Cren与水深的关系 |
3.3.2 GDGT-0/Cren在现代湖泊中与季节性降雨的关系 |
3.3.3 GDGT-0/Cren在现代湖沼环境中的变化 |
3.4 细菌br GDGTs及相关指标在现代河湖相沉积环境中的变化 |
3.4.1 细菌brGDGTs化合物在不同沉积环境中的分布特征 |
3.4.2 brGDGTs相关指标在土壤-河流-湖泊动态过程中的变化及其影响因素 |
3.4.3 不同环境下影响brGDGTs指标的因素讨论 |
3.5 本章小结 |
第四章 中国东部晚中新世以来干湿古气候时空变化规律及其驱动机制 |
4.1 序言 |
4.2 GDGTs指标重建中国东部晚中新世以来干湿古气候变化 |
4.2.1 GDGTs化合物在G3和ZKA4钻孔中的分布 |
4.2.2 中国东部晚中新世以来干湿古气候变化 |
4.3 8Ma以来东亚季风区干湿古气候空间变化模式 |
4.4 晚中新世以来东亚季风区干湿古气候变化的驱动机制 |
4.4.1 现代中国东部降雨“三极模式”及机制简介 |
4.4.2 早上新世中国东部干湿古气候变化的机制初探 |
4.5 晚中新世以来西风区与季风区干湿古气候变化的对比 |
4.6 本章小结 |
第五章 植被演化反映的中国东部晚中新世以来气候环境演变 |
5.1 序言 |
5.2 8Ma以来C_3/C_4植物在中国东部的演化 |
5.2.1 有机碳同位素在天津G3钻孔以及ZKA4钻孔中的变化特征 |
5.2.2 中国东部晚中新世以来C_3/C_4植物演化 |
5.3 上新世全球C_4植物扩张及其驱动机制 |
5.3.1 上新世全球C_4扩张记录 |
5.3.2 pCO_2的降低引起上新世C_4植物的全球扩张 |
5.4 上新世之后东亚季风区草本的演化 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 问题与展望 |
致谢 |
参考文献 |
(7)基于稳定同位素技术的季风边缘区降水过程研究 ——以祁连山东段冰沟河流域为例(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 降水稳定同位素研究发展历程 |
1.2.2 降水稳定同位素水汽来源示踪 |
1.2.3 降水氢氧稳定同位素云下二次蒸发效应 |
1.2.4 祁连山相关研究进展 |
1.2.5 文献评述 |
1.3 研究内容与技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
2 研究区概况与研究资料 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 地形地貌 |
2.1.3 气候特征 |
2.1.4 水文特征 |
2.1.5 土壤和植被状况 |
2.2 研究资料 |
2.2.1 实测降水数据获取 |
2.2.2 高空大气资料 |
2.3 研究方法 |
2.3.1 最小二乘法 |
2.3.2 拉格朗日轨迹追踪模型 |
2.3.3 大气水汽通量的计算 |
2.3.4 改进后的Froehlich雨滴蒸发模型 |
3 冰沟河流域大气降水同位素特征 |
3.1 大气降水稳定同位素变化特征 |
3.2 大气降水稳定同位素与气象要素关系 |
3.2.1 温度效应 |
3.2.2 降水量效应 |
3.3 大气降水氘过量参数的变化特征 |
3.4 小结 |
4 大气水线 |
4.1 局地大气水线 |
4.2 基于不同季节的大气水线变化特征 |
4.3 基于不同气象条件下的大气水线 |
4.4 小结 |
5 水汽来源 |
5.1 水汽来源及所占比例 |
5.2 水汽通量对水汽来源的指示 |
5.3 水汽来源与同位素 |
5.4 小结 |
6 云下二次蒸发对降水同位素的影响 |
6.1 二次蒸发存在性辨析 |
6.2 云下二次蒸发 |
6.3 小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
(8)青藏高原南部降水稳定同位素影响机理及其模拟研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 降水稳定同位素研究进展 |
1.2.2 水汽稳定同位素研究进展 |
1.2.3 降水稳定同位素模拟研究进展 |
1.3 拟解决的科学问题 |
1.4 研究思路 |
第二章 研究区概况、方法和数据来源 |
2.1 研究区概况 |
2.2 研究方法 |
2.2.1 同位素组成 |
2.2.2 数据处理 |
2.2.3 后向轨迹追踪 |
2.3 数据来源 |
2.3.1 站点数据 |
2.3.2 卫星反演数据 |
2.3.3 GCMs模型数据 |
2.3.4 其余资料 |
第三章 降水δD变化的时间尺度效应 |
3.1 站点日降水氢氧同位素组成及其变化 |
3.1.1 大气降水线 |
3.1.2 降水氢氧同位素日变化特征 |
3.2 降水δD数据时间序列处理 |
3.2.1 降水δD信号过滤 |
3.2.2 降水δD信号分解 |
3.3 降水δD的影响因子分析 |
3.3.1 降水δD与局地降水量的关系 |
3.3.2 降水δD与温度的关系 |
3.3.3 降水δD与风向的关系 |
3.3.4 降水δD与相对湿度的关系 |
3.4 不同时间尺度下降水δD的影响机制 |
3.4.1 不同时间尺度下影响降水δD的天气过程 |
3.4.2 上游降水对δD的影响 |
3.4.3 不同时间尺度下降水δD的空间变异 |
3.5 本章小结 |
第四章 站点尺度下Iso-GCMs对降水δD的模拟 |
4.1 模拟-观测结果对比研究 |
4.1.1 SWING2 |
4.1.2 LMDZ-iso |
4.2 基于LMDZ-iso模式下IASI观测水汽δD的误差分析 |
4.2.1 仪器敏感性的影响 |
4.2.2 随机误差的影响 |
4.2.3 水汽δD的日循环影响 |
4.2.4 水汽δD的空间采样不均匀的影响 |
4.2.5 误差对降水δD分解的影响 |
4.3 讨论 |
4.3.1 降水δD控制过程的差异性对比 |
4.3.2 降水稳定同位素的古气候指示意义研究 |
4.4 本章小结 |
第五章 空间尺度下降水稳定同位素的模式间差异分析 |
5.1 评估模拟-观测的气候要素和同位素组成 |
5.1.1 气候要素模拟-观测对比 |
5.1.2 降水δ18O模拟-观测对比 |
5.1.3 降水δ18O和降水量的季节循环 |
5.1.4 模拟结果评估 |
5.2 模式间降水稳定同位素空间差异性模拟研究 |
5.2.1 南部区域 |
5.2.2 北部区域 |
5.2.3 南部区域至北部区域的过渡地区 |
5.3 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 不足与展望 |
6.3.1 不足 |
6.3.2 展望 |
参考文献 |
图表附录 |
Appendix |
个人简历和在学期间的研究成果 |
致谢 |
(9)基于稳定同位素示踪的长江源区径流源解析研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 寒区同位素水文学研究进展 |
1.2.2 径流同位素研究进展 |
1.2.3 径流源解析研究进展 |
1.2.4 长江源区稳定同位素水文学研究进展 |
1.2.5 已有研究工作对本研究的启示 |
1.3 研究内容与技术路线 |
1.3.1 科学问题 |
1.3.2 研究目标 |
1.3.3 研究内容 |
1.3.4 特色与创新 |
1.3.5 技术路线 |
第2章 研究区概况 |
2.1 自然地理特征 |
2.2 气象水文 |
2.2.1 气温 |
2.2.2 降水 |
2.2.3 河流水系 |
2.2.4 冰川 |
2.2.5 冻土 |
第3章 研究材料与方法 |
3.1 样品的采集与测定 |
3.1.1 样品的采集 |
3.1.2 样品的测试 |
3.2 主要研究方法 |
3.2.1 端元混合径流分割模型 |
3.2.2 径流分割的不确定性分析 |
第4章 长江源区径流稳定同位素特征 |
4.1 时空组合特征 |
4.1.1 径流稳定同位素的时间变化 |
4.1.2 径流稳定同位素的空间变化 |
4.2 影响因素及演化机制 |
4.2.1 局地蒸发线特征 |
4.2.2 海拔对径流稳定同位素的影响 |
4.2.3 气象因子对径流稳定同位素的影响 |
4.3 本章小结 |
第5章 同位素指示的径流源分析 |
5.1 大气降水稳定同位素特征 |
5.1.1 时空组合特征 |
5.1.2 影响因素分析 |
5.2 冰雪融水稳定同位素特征 |
5.3 冻土层上水稳定同位素特征 |
5.3.1 时空组合特征 |
5.3.2 影响因素分析 |
5.4 径流源成分分析 |
5.4.1 出山口径流与各水体同位素的关系 |
5.4.2 不同类型支流径流与各水体同位素的关系 |
5.4.3 冻土层上水与各水体同位素的关系 |
5.5 本章小结 |
第6章 长江源区径流源的量化解析 |
6.1 径流成分分割 |
6.1.1 出山口径流 |
6.1.2 支流 |
6.1.3 冻土层上水 |
6.2 径流成分变化原因分析 |
6.2.1 出山口径流 |
6.2.2 支流 |
6.2.3 冻土层上水 |
6.3 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 不足与展望 |
参考文献 |
在学期间的科研成果 |
致谢 |
(10)石羊河流域降水氢氧同位素的区域差异及水汽来源分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 国外研究进展 |
1.2.2 国内研究进展 |
1.3 研究目的和内容 |
1.3.1 研究目的 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 技术路线 |
2 研究区概况 |
2.1 地理位置 |
2.2 自然地理概况 |
2.2.1 地质与地貌 |
2.2.2 气候与水文 |
2.2.3 植被与土壤 |
3 数据及研究方法 |
3.1 样品采集与测试 |
3.2 其它数据资料 |
3.3 研究方法 |
3.3.1 最小二乘法 |
3.3.2 后向轨迹模型 |
3.3.3 聚类分析 |
4 流域不同区域的降水氢氧同位素特征 |
4.1 降水氢氧同位素的变化 |
4.1.1 年内变化 |
4.1.2 年际变化 |
4.2 地方大气降水线 |
4.3 过量氘的变化 |
4.4 小结 |
5 流域不同区域的降水氢氧同位素环境效应 |
5.1 温度效应 |
5.2 降水量效应 |
5.2.1 全年尺度和季节尺度下的降水量效应 |
5.2.2 降水事件尺度下的降水量效应 |
5.3 高程效应 |
5.4 小结 |
6 流域降水水汽来源分析 |
6.1 水汽来源与过量氘分析 |
6.2 后向轨迹分析 |
6.3 小结 |
7 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
四、Relation between stable isotope in monsoon precipitation in southern Tibetan Plateau and moisture transport history(论文参考文献)
- [1]水体稳定同位素在青藏高原大气环流研究中的应用[J]. 杨晓新. 地球科学进展, 2022
- [2]近50年金华地区冬季降水的水汽输送特征[D]. 叶佳意. 浙江师范大学, 2021(02)
- [3]鄂西地区大气降水稳定同位素的时空演化:对古气候和古高程重建的启示[D]. 汪颖钊. 中国地质大学, 2021(02)
- [4]南京近地面大气水汽和降水稳定同位素观测研究[D]. 李亚举. 南京大学, 2020
- [5]叶蜡烷烃单体同位素对青藏高原中-晚新生代古地形和古环境的约束[D]. 林杰. 中国地质大学(北京), 2020(01)
- [6]中国东部晚中新世以来干湿古气候与古植被演化及其驱动机制[D]. 卢佳仪. 中国地质大学, 2020(03)
- [7]基于稳定同位素技术的季风边缘区降水过程研究 ——以祁连山东段冰沟河流域为例[D]. 黄美华. 西北师范大学, 2020(01)
- [8]青藏高原南部降水稳定同位素影响机理及其模拟研究[D]. 史晓宜. 兰州大学, 2020(10)
- [9]基于稳定同位素示踪的长江源区径流源解析研究[D]. 李宗杰. 兰州大学, 2020(01)
- [10]石羊河流域降水氢氧同位素的区域差异及水汽来源分析[D]. 徐秀婷. 西北师范大学, 2020(01)