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研究背景
在東亞季風區,冬季極端降水事件時有發生,并給社會帶來巨大的經濟損失。2018年12月至2019年2月,中國東南部經歷了破紀錄的極端降水事件。在本研究中,我們利用液態水和水汽同位素在線監測方式,分析了中國東南部南京極端降水事件期間水汽同位素的變化及其控制因素。
南京大學龐洪喜老師在典型東亞季風區建立了激光光譜大氣水汽穩定同位素觀測系統,開展東亞季風區水循環同位素示蹤研究,發表了“Water vapor isotopes indicating rapid shift among multiple moisture sources for the 2018–2019 winter extreme precipitation events in southeastern China”,該文章分析了從2018年12月到2019年2月期間的水汽來源。
研究內容
從2012年11月1日至今,利用Picarro L2120-i(液態水和水汽同位素分析儀)在南京大學SORPES屋頂上進行水汽在線采樣監測。采樣頻率2~3s,并取每小時的平均值;儀器不確定度18O小于0.2 ‰ 、D小于1.0 ‰。除常規水汽在線監測外,在雨天采集的降水樣本,用Picarro L2120–i測量了液態水中18O和D的穩定同位素組成,測量精度18O小于0.05 ‰、 D小于0.5 ‰。
對2018/2019年冬季極端降水事件中典型長期極端降水期進行數據分析:
圖文速覽
圖1 2018-2019年中國冬季降水距平
圖2 經向風的時間剖面圖
圖3 南京五次典型降水事件中氧同位素與平衡水汽氧同位素的關系
圖4 南京五次典型降水事件的后向軌跡和水汽氘盈余
圖5 南京降水事件每小時水汽氘盈余和850hPa風向的時間序列
研究結論
結果表明,水汽穩定同位素的變化與水汽來源的變化密切相關。利用水汽氘盈余加權后向軌跡模型確定了5個水汽來源,即華南、東海、南海、孟加拉灣和內陸地區(中國西北部和蒙古高原)。此外,降水事件中水汽氘盈余的變化反映了水汽源區的快速變化。這些結果表明,水汽源區的快速切換是維持冬季極端降水事件的一個重要條件。
原文鏈接
https://hess.copernicus.org/articles/26/117/2022/