基于gnip的黄土高原区大气降水同位素特征研究-贺强.pdf

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1、大气降水是地表水资源的重要来源1,对陆地水资源的构成及区域水循环都具有显著的影响。 降水中的环境同位素作为降水的重要组成, 可以清晰地反映环境的变化以及水循环的过程。因而,通过观测降水中稳定同位素丰度的变化, 可以更深入地认识地球化学过程、降水入渗过程2、径流形成过程以及区域水循环机理3。氢氧稳定同位素是水体的组成成分, 同时在自然界中基本保持稳定状态4-9,可用于自然界水体来源的示踪10-13。 自然环境下,水体中相态的变化,可以促使其稳定同位素丰度在平衡和动力分馏的作用下发生改变14-17,这一特性为我们依据降水稳定同位素研究水循环过程提供了重要的可靠信息。研究表明,水体中稳定同位素的比值

2、, 在水循环过程中主要受混合作用以及因物理条件变化而引起的同位素分馏作用的影响,从而产生有规律的变化4。降水中18O和D在空间上的差异性,可以很好地反映区域环境背景(气温、降水量)和局部地理因素(下垫面性质)两方面相互作用的情况18-19。 此外,研究降水中同位素的组成,可以得到降水受云下蒸发的影响、水汽循环的构成和干燥气候环境中降水同位素组成的信息3。 降水中的稳定氢氧同位素也可以作为反演古气候的重要指标来重建区域的环境气候演变过程。 因此,对降水中氢氧稳定同位素的研究已经成为当下水循环研究中的重要手段及技术方法之一20。黄土高原区是中国东部季风区向西部干旱区过渡的地带,同时又是我国东南季风

3、与西风带影响的交汇区,降水过程十分复杂。 同时,黄土高原地区由于气候干旱、降水较为稀少,水资源相对匮乏,降水的时空分布极不均匀,致使水分要素成为黄土高原地区最敏感的生态要素,成为制约整个区域环境的重要因子21。该区域降水是其主要的水源补给,以往对于西北地区及黄土高原地区降水的研究主要集中在气测资料的统计分析和演变规律方面22,对于黄土高原整体降水的稳定氢氧同位素的时空分布特征及其影响因素的研究相对不足。 因此,亟需开展针对于整个黄土高原地区降水稳定同位素时空变化特征及其影响因素的分析研究,以便更好地分析区域降水的来源及水循环摘 要:以GNIP为数据源，选取研究了黄土高原区7个站点（兰州、银川、

4、靖边、西安、平凉、包头、太原）降水中稳定同位素的时空变化特征，分析了除靖边站之外的其他站点降水同位素与温度和降水量的关系，揭示了该地区降水中稳定同位素的变化规律。 结果表明:（1）黄土高原大气降水稳定同位素在不同的区域有着相似的时间变化特征和不同的空间变化特征；（2）建立了黄土高原区域大气降水线方程D=7.018O+0.36；（3）黄土高原各站点降水同位素的温度效应和雨量效应表现出较为显著的空间特性；（4）黄土高原区在冬季风期间较夏季风期间风速大、湿度低且蒸发强烈。关键词:黄土高原区；GNIP；氢氧稳定同位素；大气降水线中图分类号:P426.6 文献标识码:A 文章编号:1000-0852(2

5、018)01-0058-09收稿日期:2017-04-07基金项目:山西师范大学教学改革创新项目(2017JGXM-33)；中国博士后科学基金资助项目(2016M590989)；支持“率先行动”中国博士后科学基金会与中国科学院联合资助优秀博士后项目(2015LH048)；山西师范大学自然科学基金(ZR1605)作者简介:贺强(1993-),男,山西临汾人,硕士研究生,主要从事水同位素方面的研究。 E-mail:通讯作者:孙从建(1986-),男,河北沧州人,博士后,硕士生导师,主要从事水循环及同位素水文研究。 E-mail:基于GNIP的黄土高原区大气降水同位素特征研究贺 强1， 孙从建1,2

6、， 吴丽娜1， 张永清1， 陈 伟1(1.山西师范大学地理科学学院,山西临汾 041000;2.中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室,新疆乌鲁木齐 830011)水 文JOURNALOFCHINA HYDROLOGY第38卷第1期2018年2月Vol.38 No.1Feb.,2018万方数据第1期图1 黄土高原降水稳定同位素站点分布Fig.1ThedistributionofthestationsofobservingprecipitationstableisotopesintheLoessplateau表1 黄土高原观测站点降水中18O及基本地理数据Table1The

7、18OintheprecipitationandbasicgeographicdatafromthestationsintheLoessplateau站点 纬度/N 经度/E 海拔/m 年加权平均18O/ 研究时段 数据来源兰州 36.05 103.88 1517 -7.20 19851987；19961999； GNIP2011201226银川 38.48 106.22 1112 -8.53 19881992；19992000 GNIP平凉 35.53 106.70 1570 -9.03 20032004；201527 GNIP西安 34.30 108.93 397 -7.41 198519

8、92；200428 GNIP包头 40.67 109.85 1067 -7.42 19861992；2010201129 GNIP太原 37.78 112.55 778 -7.25 19861988；2003200530 GNIP过程, 为整个黄土高原地区的水资源可持续开发利用提供重要的理论支撑。本文利用了GNIP数据库中的监测数据和近年来中国大气降水稳定同位素的研究成果, 选取位于黄土高原区的兰州、银川、靖边、西安、平凉、包头和太原7个站点数据进行统计分析, 旨在揭示黄土高原区大气降水稳定同位素的变化特征以及降水过程中同位素效应,这有助于了解黄土高原的水汽来源和水循环模式,为区域水资源的可持

9、续利用提供重要的理论支撑。1 数据与方法1.1 研究区概况黄土高原位于中国西北部, 地处32N41N,107E114E之间。 西起青海日月山,东至太行山,南到秦岭, 北抵阴山。 东西长约1300km, 南北宽约800km,全区总面积64.87104km2,占全国国土总面积的6.5%。包括山西、内蒙古、河南、陕西、甘肃、宁夏、青海共7个省(自治区),属温带季风性气候向温带大陆性气候的过渡区域,该区降水集中于夏季,雨量变率较大且时空分布不均23,其多年平均年降水量为466mm8,多年平均气温为 7.029.81,年均气温在波动中逐渐上升24。1.2 同位素数据本文降水中氢、氧稳定同位素的数据全部来

10、源于GNIP(http:/www.iaea.org/),该项研究选取了位于黄土高原区的兰州、银川、靖边、西安、平凉、包头和太原共7个观测点的数据资料(见表1),所选站点均匀分布于黄土高原地区(见图1),可以清晰的反映整个黄土高原地区的降水空间分布特征。同位素比值的测量相对较为困难, 需要相对精密的仪器。 同位素浓度表示为：18Osample=18O/16O（ ）sample18O/16O（ ）reference-1 1000 V-SMOW(1)V-SMOW是标样名称,即维也纳平均海洋水标准的名称。 当值为正时,例如+10,表示样品中的18O比标样多千分之十或者百分之一, 即有10的富集。类似的

11、, 如果一个样品有同样量的亏损, 则表示为18Osample=-10V-SMOW25。降水中稳定同位素的加权平均值,计算公式为：(W)=Pii/Pi (2)式中：(W)为加权平均值；Pi为降水量；i为其相应的同位素值。2 黄土高原区大气降水18O 的时空特征2.1 黄土高原区氧同位素的季节性变化根据地区降水稳定氢氧同位素的测试结果,讨论100 E 105 E 110 E 115 E兰州100 E 105 E 110 E0 50 100 200 300 400千米平凉西安靖边银川 太原包头 1:6,200,000N图例GNIP站点河流贺强等：基于GNIP的黄土高原区大气降水同位素特征研究 59万

12、方数据第38卷水 文图2 黄土高原各观测站点降水中18O的变化Fig.2Thechangeof 18OinprecipitationatthevariousstationsintheLoessplateau表2 各站点的稳定同位素极端值及其出现月份Table2Thestableisotopeextremesatthestationsandtheiroccurrencemonth黄土高原区降水18O 的时间变化, 黄土高原区降水18O 值介于-23.73.86之间, 其均值为-3.89。在7个观测站点中, 银川的18O 变化范围最大,介于-19.973.86之间, 平凉的18O变化范围最小,介于

13、-13.1-2.1之间。对比发现,黄土高原各站点降水中18O表现出相似的时间变化趋势, 即在秋、冬季主要降水期18O值较为贫化,夏季相对富集。 夏季黄土高原地区温度较高, 降水过程中水滴经受的蒸发较为强烈,导致水滴中较为贫化的水汽被蒸发走,剩余的(降落到地面)水滴中同位素较为富集；而冬季气温较低,降水过程中所受的蒸发作用较小,表现出较为贫化的降水18O值2,13。对比各站点降水同位素结果发现, 研究区内各站点的稳定同位素极端值观测时期表现出明显的差异性(见表2)。综上,除平凉站之外的其余站点,其18O 的最大值均出现在夏半年(510月),最小值均出现在冬半年(11次年4月),这与前面讨论的结果

14、是一致的。 平凉位于六盘山区,海拔相对较高,气温低于平原地区,降水所受到的蒸发作用微弱,加之较弱的城市热岛效应31,使其18O值表现出与其他站点相异的现象。2.2 黄土高原区氧同位素年际尺度的空间变化对比6个GNIP站点的经纬度与降水18O值之间的关系发现, 黄土高原区各站点降水中氧同位素的年加权平均值并未表现出明显的自西向东逐渐富集的趋势(见图2a),平凉站是6个站点中氧同位素值最小的站点,这与平凉站海拔较高有直接关系。 研究表明,降水中同位素随着海拔高度的升高表现出逐渐贫化的趋势,这一现象称之为降水同位素的高程效应。而从平凉站向东的各站点降水同位素值开始富集,到包头站,该值再次贫化,包头站

15、为6个站点中纬度最高的地区,该站点气温较其他站点低,降水的蒸发较弱,同时该站点地处黄土高原北部,极易受到来自北冰洋的冷气团影响(水汽的稳定同位素值较低),因此其降水同位素值表现出较贫化的趋势。 同样,各站点降水中氧同位素的年加权平均值也未表现出明显的自南向北逐渐贫化的趋势(见图2b),将站点分为南(西安、平凉)、中(兰州、太原)和北(银川、包头)三部分。 对比发现,黄土高原区中部站点降水中同位素值相对富集且相差不大；南部站点降水同位素值次之,但平凉站由于强的高程效应导致同位素值严重贫化；北部站点降水同位素值整体偏低,表现出一定的纬度效应,但包头站由于地处西风带与东南季风的过渡带, 水汽来源复杂

16、,降雨量大,所以比稍微偏南的银川站同位素富集。可见,海拔高度对于黄土高原地区降水稳定同位素的影响较为显著。为进一步分析研究区降水稳定同位素的变率,计算了7个站点降水稳定同位素值的变差系数 (Cv),对比发现,西安站的Cv值(-0.069)最大,表明西安站的站点名称 最大值/ 出现月份 最小值/ 出现月份兰州 -1.73 9 -23.7 1银川 3.86 8 -19.97 12平凉 -2.1 4 -13.1 9西安 -1.1 6 -17.02 2包头 0.73 5 -21.82 1太原 -1.09 10 -13.83 3平凉-10-9-8-7102 104 106 108 110 112 114

17、经度银川兰州 西安包头太原(a)(b)-10-9-8-7兰州西安 包头太原银川平凉纬度34 35 36 37 38 39 40 4160万方数据第1期降水过程较为复杂, 该区域处于黄土高原与秦岭山脉的交汇地区, 除常规的大气环流带来的水汽影响降水之外, 区域二次蒸发形成的内循环水汽降水及地形抬升形成的地形雨相对较多, 导致该地降水的水汽来源复杂,雨水变率较大,变差系数进而增大。 包头站的Cv值(-0.847)最小,包头位于黄土高原区最北部,降水水汽源单一,雨量较少且集中,因而变差系数也较小。 总体上看,黄土高原区南部纬度位置低且水汽来源复杂,降水变率大,Cv值也较大； 北部距海较远, 水汽源单

18、一,Cv值则小。3 结论与讨论3.1 黄土高原区大气降水线方程全球大气降水线(GlobalMeteoricWaterLine,简称GMWL)是各当地大气降水同位素的组成基准,其斜率表示两种稳定同位素2H和18O 分馏速率的对比关系,常数项反映氘对平衡状态的偏离程度2。由于从水汽源区到雨滴降落, 影响稳定同位素分馏的因子之间存在差异, 因此各地大气降水线(LocalMeteoricWaterLine,简称LMWL)表现出不同的斜率和截距。 利用黄土高原区7个站点的观测数据,得出2黄土高原区的大气降水线方程为 (见图3)：D=7.018O+0.36 (R2 =0.93)该大气降水线 (LMWL)

19、偏离了全球大气降水线(GMWL),其斜率(7.0)和截距(0.36)均小于全球大气降水线,低斜率表明黄土高原区降水的云下二次蒸发效应比较显著,低截距则与黄土高原区地处内陆自然环境相对干燥有关。3.2 各站点局地大气降水线局地大气降水线(LMWL)常由于水汽源区、区域水汽循环及局地蒸发作用的不同而偏离全球大气降水线。经过对黄土高原区7个站点降水中氢氧稳定同位素数据的拟合,得出各站点的局地大气降水线方程(见图4)。兰州：D=7.2418O+5.09(n=84,R2=0.94)图3 黄土高原区大气降水线图Fig.3ThelocalmeteoricwaterlineoftheLoessPlateau图

20、4 黄土高原区各站点局地大气降水线图 (a.兰州；b.银川；c.靖边、平凉；d.西安；e.包头；f.太原)Fig.4ThelocalmeteoricwaterlineofthevariousstationsinLoessplateau(a.Lanzhou;b.Yinchuan;c.Jingbian,Pingliang;d.Xian;e.Baotou;f.Taiyuan)LMWLGMWL500-50-100-150-200-30 -20 -10 0 1018O(SMOW)2H=7.018O+0.36R2=0.93-200-150-100-5005018O(SMOW)LMWLGMWL5 0 -5-

21、10-15-20-25-200-150-100-5005018O(SMOW)5 0 -5-10-15-20-25-200-150-100-5005018O(SMOW)5 0 -5-10-15-20-25y=7.237x+5.087R2=0.942LMWLGMWLy=7.218x+5.504R2=0.955靖边平凉LMWLGMWLy=5.326x-11.738R2=0.934y=7.826x+6.289R2=0.940LMWLGMWL LMWLGMWL LMWLGMWL18O(SMOW)5 0 -5-10-15-20-2518O(SMOW)5 0 -5-10-15-20-2518O(SMOW)5

22、 0 -5-10-15-20-25-200-150-100-50050-200-150-100-50050-200-150-100-50050y=7.487x+6.126R2=0.916y=6.357x-5.209R2=0.931y=6.421x-4.656R2=0.942a b cd e f贺强等：基于GNIP的黄土高原区大气降水同位素特征研究 61万方数据第38卷水 文图5 各站点降水18O与温度的关系(a.兰州；b.银川；c.平凉；d.西安；e.包头；f.太原)Fig.5Therelationshipbetweentheprecipitation 18Oandtemperatureatt

23、hevariousstations(a.Lanzhou;b.Yinchuan;c.Pingliang;d.Xian;e.Baotou;f.Taiyuan)银川：D=7.2218O+5.50(n=30,R2=0.96)靖边：D=5.3318O-11.74(n=21,R2=0.93)平凉：D=7.8318O+6.29(n=21,R2=0.94)西安：D=7.4918O+6.13(n=60,R2=0.92)包头：D=6.7018O-1.73(n=97,R2=0.97)太原：D=6.4218O-4.68(n=40,R2=0.94)比较发现,平凉站大气降水线的斜率(7.83)和截距(6.29)显著高于其

24、余站点且最为接近全球大气降水线, 这说明平凉站降水的水汽源主要受控于高空的大气环流, 区域的蒸发和内循环水汽对于平凉地区的降水影响较小。靖边站在7个站点中,其大气降水线的斜率(5.33)和截距(-11.74)均为最低,这反映了其位于黄土高原区内部,深居内陆,水汽来源较为复杂且蒸发强烈的自然环境。其余5个站点的大气降水线方程,其斜率与截距均介于平凉和靖边站点之间, 但都低于全球大气降水线,说明这些站点的水汽源区相对复杂,受季风和局地环流影响强烈且二次蒸发作用较为明显。3.3 黄土高原地区大气降水氧同位素的温度效应和雨量效应在水循环过程中, 水分会受到同位素分馏效应的影响,导致不同状态水的氢氧同位

25、素组成发生变化。由于2H和18O相对于1H和16O来说,其质量较大,属于重同位素。 因此在蒸发过程中,水汽中的D和18O相对贫乏,D和18O为负值。 相反,液态水中的D和18O就相对富集。 当水汽凝结形成降水时,D和18O又会随着雨水而降落,使得雨水中的D和18O比水汽中的多。 基于这一特征, 可以发现大气降水中的氢氧同位素组成和自然界的气候条件存在相关关系, 再加上同位素的分馏作用主要受温度的影响, 所以优先考虑气候因子中的温度和降水量效应2。 由于降水的稳定同位素温度效应及雨量效应可以清晰反应该地降水与环境之间的关系,利用黄土高原区6个站点(靖边站由于数据较少,不进行同位素效应的讨论)的降

26、水同位素数据,该研究拟合了18O与温度(见图5)和降水量(见图6)的关系。温度效应是指温度与降水同位素成正比关系32,以各站点的降水同位素数据为依据,将降水中的同位素组分与温度(T)进行相关性分析,得到各站点的直线方程分别为：兰州:18O=0.380T -12.69(R2=0.420)银川:18O=0.295T -12.08 (R2=0.388)平凉:18O=0.050T -8.67(R2=0.020)西安:18O=0.069T -8.401 (R2=0.020)包头:18O=0.193T -10.36 (R2 =0.275)太原:18O=0.099T -8.839 (R2 =0.007)比较

27、6个站点的方程发现(见图5),黄土高原各站点降水同位素的温度效应有较为显著的空间特性,高温度/y=0.380x-12.687R2=0.420100-10-20-30-20-10 0 10 20 30温度/100-10-20-30-20-10 0 10 20 30温度/100-10-20-30-20-10 0 10 20 30y=0.295x-12.08R2=0.388y=0.050x-8.667R2=0.020温度/100-10-20-30-20-10 0 10 20 30温度/100-10-20-30-20-10 0 10 20 30温度/100-10-20-30-20-10 0 10 20

28、 30y=0.069x-8.401R2=0.0196y=0.193x-10.36R2=0.275y=0.099x-8.839R2=0.007ba cd e f62万方数据第1期图6 各个站点降水18O与降水量的关系(a.兰州；b.银川；c.平凉；d.西安；e.包头；f.太原)Fig.6Therelationshipbetweentheprecipitation 18Oandprecipitationatthevariousstations(a.Lanzhou;b.Yinchuan;c.Pingliang;d.Xian;e.Baotou;f.Taiyuan)原西北部临近干旱地区的兰州、 银川和包

29、头站点有更大的斜率,且这三个站点的温度效应也最明显,这说明在黄土高原的西北部区域降水中18O 受温度的影响较为明显, 温度所主导的蒸发对黄土高原西北部地区降水影响显著,三个站点降水同位素的值随着云下二次蒸发强度的增加而上升,因而表现出较为明显的降水稳定同位素温度效应。 而高原南部和东部各站点并未表现出十分显著的温度效应。降水量效应是指随着降水量的增大, 降水同位素的组成趋于贫化。 根据GNIP收集到的各站点的降水同位素数据及降水量(P)数据,计算两者之间的相关关系,得到以下方程：兰州:18O=0.045P-8.76 (R2=0.096)银川:18O=0.085P-11.25 (R2=0.157

30、)平凉:18O=0.003P-9.35 (R2=0.004)西安:18O=0.006P-8.41 (R2 =0.009)包头:18O=0.008P-8.37(R2 =0.012)太原:18O=0.020P-6.19 (R2 =0.079)由以上方程可以得到, 兰州和银川两个站点的降水同位素值与降水量之间的相关性相对较大。其中,兰州位于黄土高原区的西部,处于干旱区,降水较少且蒸发较强,西风是降水的主要水汽来源,降水的稳定同位素浓度受控于水汽输送多少,当降水量较少时,降水过程经受的蒸发越为显著,降水中的同位素较富集,随着降水量的增加,雨滴经受的二次蒸发逐渐降低,降水中的同位素开始接近水汽中的同位素

31、,因此,兰州降水中表现出降水量效应。银川表现出较强的相关性,这可能与当地干燥的气候环境有关, 银川地处贺兰山麓,临近腾格里沙漠,沙漠地区盛行的干燥大陆气团往往导致区域降水18O富集,雨滴在下落过程中强烈的蒸发作用也加剧了其中18O 的富集2,但是当降水持续进行时,温度降低,湿度开始上升,水滴降落过程中所受到的二次蒸发减弱,降水中的18O逐渐贫化。 总体上来看,黄土高原地区西部南部降水中雨量效应较为显著,东部北部地区降水水汽来源复杂,降水量效应不明显。3.4 黄土高原区过量氘（d-excess）的变化Dansgaard(1964) 25-26,31在研究全球降水同位素特征过程中,定义了过量氘(d

32、-excess)的计算公式,并用d值(d-excess的值)来衡量降水中水汽来源及水汽源环境,任何降水样d值的计算为：d=2H-818O() (3)它主要用于揭示区域大气降水因气候与地理因素而偏离全球大气降水线的趋势。一般而言,d值接近10为平衡过程。 d值小说明湿度大,蒸发慢；反之,d值大说明湿度小,蒸发快,不降雨量/mm100-10-20-300 50 100 150 200 250y=0.045x-8.760R2=0.096降雨量/mm100-10-20-300 50 100 150 200 250降雨量/mm100-10-20-300 50 100 150 200 250y=0.085

33、x-11.25R2=0.157ay=0.003x-9.352R2=0.004b c降雨量/mm100-10-20-300 50 100 150 200 250y=0.006x-8.407R2=0.009d降雨量/mm100-10-20-300 50 100 150 200 250降雨量/mm100-10-20-300 50 100 150200 250y=0.008x-8.365R2=0.012y=0.020x-6.186R2=0.079e f贺强等：基于GNIP的黄土高原区大气降水同位素特征研究 63万方数据第38卷水 文平衡蒸发非常强烈。空气相对湿度低的地区,风速大,d值也增大。在我国,受

34、季风影响的地区在冬季风期间,d值一般均大于10。根据GNIP中得到的降水数据, 探讨了黄土高原地区主要站点的过量氘的变化趋势及原因 (见图7)。结果表明, 将黄土高原区7个站点多年降水中的氘盈余值以月份为单位进行加权平均, 发现该区域降水的氘盈余取值范围较大,这进一步说明黄土高原地区降水的水汽来源复杂多样。根据图7,将兰州、银川、靖边和平凉四个站点作为黄土高原西北部区, 包头站作为黄土高原北部区,太原站作为黄土高原东部区,西安站作为黄土高原南部区分别进行讨论。黄土高原西北部区降水中的氘盈余值在夏半年,图7 黄土高原区各站点过量氘的时间变化(a.兰州；b.银川；c.靖边、平凉；d.西安；e.包头

35、；f.太原)Fig.7Thetemporalchangeofd-excessatthevariousstationsintheLoessplateau(a.Lanzhou;b.Yinchuan;c.Jingbian,Pingliang;d.Xian;e.Baotou;f.Taiyuan)尤其在7、8月份明显低于10,更有偏负值出现。相反,在冬半年期间,其值相对高于夏半年,部分站点的部分月份更是高于10。这表明黄土高原西北部区在夏半年相对湿度高、蒸发弱,而在冬半年则呈现相反的情况。南部区在511月份(除8月份雨量大且蒸发强烈)期间,其氘盈余值均在10以下,12月次年4月期间,其氘盈余值明显高于1

36、0,与西北部区呈现的规律基本一致。 北部区这种夏半年(510月)氘盈余值偏低,冬半年(11次年4月)氘盈余值偏高的规律更加显著。 东部区49月,其氘盈余值偏低,10月次年3月,其氘盈余值较高。 之所以东部区会表现出来相对较早的规律,可能与该区受季风影响较早有关。黄土高原区在春秋两季风速大、蒸发强烈、湿度低,这一时期高原内部蒸发形成的水汽是降水的重要来源, 这是导致该时期降水过量氘较高的主要原因。 部分站点过量氘的低值相当低甚至低于0, 这反映该地区极度干旱的环境背景,表明高原地区降水中经受的蒸发强烈。4 结语(1)黄土高原大气降水稳定同位素在不同的区域有着相似的时间变化特征,即在秋、冬季主要降

37、水期18O值贫化,夏季相对富集；而在空间上,黄土高原区中部站点降水中同位素较为富集,南部次之,北部较为贫化。(2)分析7个站点的稳定同位素数据,建立黄土高原区域大气降水线方程为：D=7.018O+0.36。黄土高原大气降水线的斜率和截距均比全球大气降水线低。 反映了区域降水过程中受到强烈的蒸发作用,使得同位素发生动力分馏。(3)黄土高原各站点降水同位素的温度效应和雨月份20151050-5-101234 56789101112月份20151050-5-101234 56789101112月份20151050-5-101234 56789101112靖边平凉a b cfed月份20151050-

38、5-101234 56789101112月份20151050-5-101234 56789101112月份20151050-5-101234 5678910111264万方数据第1期量效应表现出较为显著的空间特性： 高原西北部地区的几个站点温度效应明显, 高原的南部和东部降水同位素的温度效应并不明显； 而黄土高原地区西部南部降水中雨量效应较为显著, 东部北部地区降水水汽来源复杂,降水量效应不明显。(4)根据黄土高原区降水中过量氘的时间变化,得出：该区在冬季风期间较夏季风期间风速大、湿度低且蒸发强烈。参考文献:1 靳晓刚,张明军,王圣杰,等. 基于氢氧稳定同位素的黄土高原云下二次蒸发效应J. 环

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