南极科考断面水汽同位素观测与模拟及其反映的水循环信息.docx

第 36 卷 第 6 期2014 年 12 月冰川冻土jounal of glaciology and geocyologyvol 36，no 6 dec ，2014doi: 10 7522 / j issn 1000-0240 2014 0171liu jingfeng，xiao cunde，ding minghu，et al observing and modeling the atmospheric water vapor isotopes in south hemisphere and their implica-tion of water cyclej journal of glaciology and geocryology，2014，36( 6) : 1440 1449 柳景峰，效存德，丁明虎，等 南极科考断面水汽 同位素观测与模拟及其反映的水循环信息j 冰川冻土，2014，36( 6) : 1440 1449南极科考断面水汽同位素观测与模拟 及其反映的水循环信息柳景峰1，4 ，效存德1，2 ，丁明虎2，1 ，butzin martin3 ，任贾文1( 1 中国科学院 寒区旱区环境与工程研究所 冰冻圈科学国家重点实验室，甘肃 兰州 730000; 2 中国气象科学研究院 北京 100081;3 alfred wegener institute for polar and marine esearch，bremerhaven 27568，germany; 4 中国科学院大学，北京 100049)摘 要: 大气水汽同位素实时监测为水循环和区域大气环流分析提供了新的定量化方法 依托雪龙号 考察船，利用水同位素激光光谱仪( picao l1102-i) 完成了 38 n 69 s 海表大气水汽氢氧稳定同 位素的观测，结合表层海水和 gnip 降水同位素分析了多相水同位素纬向特征 结果表明: 水汽、降水 和表层海水同位素比率( 18 o，d) 随纬度呈明显的递变性规律，赤道最低，副热带升高，而在南极大 陆外围高纬区域则急剧降低; 过量氘( d-excess) 变化与此相反，反映出副热带下沉气流对同位素富集影 响以及高纬度极地气团经过洋面时过饱和分馏的剧烈变化 实 测 水 汽 同 位 素 与 lmdz4-iso 和 echam 5-w iso 模型对比表明了模拟结果较好，根据模拟进一步分析了南极内陆 dome a 水汽同位素反 映的水汽源区 结果显示，除了中纬度印度洋海区之外，中低纬东太平洋海域也是冰盖内陆的重要水 汽源区关键词: 大气水汽同位素; 过量氘; 水汽传输; dome a中图分类号: p426 61 + 2 文献标识码: a 文章编号: 1000-0240( 2014) 06-1440-100引言16不同组合形式的水同位素分子( h218o，hdo，雨季) 和天气( 如晴天) 的影响，也不受地域环境如 干旱、寒冷区域的限制，具有全时域和全空域观测 的优 点，同时避免了降水采样中的部分信息失 9h2 o) 在相态转化过程中会发生不同的分馏作用， 能够反映水体运移及水相转化过程中的水汽交换传 输等大气物理特征，所以，被当作气候信息指标广 泛应用于古气候重建和当前水循环研究中 例如，利用冰芯和石笋中同位素组成重建古气温和降水 率1 2，分析和模拟大气水循环以及大气环流特征 等3 8 在当前水循环研究中，同位素观测主要集 中于固态和液态降水，用于分析区域环流和水汽传 输 与液态水相比，水汽在水循环中参与环节更 多，大气水汽同位素可以提供比降水同位素更丰富 的信息，能更直接全面地反映水循环过程中同位素 转化机制 水汽稳定同位素的观测不受季节( 如非真 ，是定量化研究水循环的理想指标 但水汽同位素观测相对降水而言较为复杂，观测数据也很有 限，主要原因是传统观测方法无法满足高时空分辨 率水汽同位素的实时观测 最近发展的激光光谱仪 使得野外水汽同位素的实时观测成为了可能，并且 得到快速应用，取得了较好的观测结果水同位素作为反映区域及全球尺度水循环的重 要指标，一般需要进行较大空间尺度或较长时间的 采样观测，才能清晰反映水循环及环流信息，而较 大纬度断面的水汽同位素观测才可能反映全球尺度 环流的基本特征以及同位素变化规律 基于以上原 因，本研究利用附加数据校正系统的激光光谱仪 收稿日期: 2014-06-19; 修订日期: 2014-10-03基金项目: 国家重点基础研究发展计划( 973 计划) 项目( 2013cba01804) ; 国家杰出青年基金项目( 41425003 ) ; 国家自然科学基金项目( 41206179) ; 国家海洋局极地科学考察专项项目( chinae2014-02-02) 资助作者简介: 柳景峰( 1984 ) ，男，甘肃庄浪人，2009 年在西北师范大学获硕士学位，现为在读博士研究生，主要从事极地冰冻圈研究 e-mail: liujingfeng7732 126 com6 期柳景峰等: 南极科考断面水汽同位素观测与模拟及其反映的水循环信息1441( picao l1102-i) ，借助南极科考的机会实时观 测了 38 n 69 s 的海洋表面水汽同位素信息，同 时采集了表层海水进行同位素分析，结合 gnip 降 水数据综合分析半球尺度多相水体同位素变化规 律，来揭示大尺度环流背景下水体同位素的基本特 征 同时，借助目前较为成熟的同位素环流模型 ( iso -gcm ) ，进一步分析了高纬度南极内陆的水汽 同位素反映的水汽传输及来源，从水汽同位素的角 度分析了南半球的水循环特征1 数据和方法1 1 水汽同位素实时观测方法大气水汽同位素传统的观测方法为现场冷凝采 集，然后在室内用质谱仪测试，但是这种方法不能 满足野外大范围的水汽同位素实时观测 传统冷凝 方法的最大缺陷是不能实施高时间分辨率的实时观 测，而且需要大量的后勤准备和繁重的野外工作尽管激光光谱仪在国际上尚处于应用探索阶 段，但已经有了很好的应用 同质谱仪相比，光谱 仪有其明显的优势: 1 ) 体积小便于移动; 2 ) 无需 辅助设施可以对 18 o、d 进行同时观测; 3) 相对 低廉 的 价 格; 4 ) 足 够 的 精 度: 18 o 0 07 ， d 0 0210; 而且操作简单 其中，picao l1102-i 分析仪是利用激光衰荡吸收光谱( cds) 来确定氢氧稳定同位素比率的仪器11 该 仪 器 的 测量值依赖于水汽浓度，所以，必须确定水汽标 准进气量 另外，受到电压变化和系统自身的影 响，连续测试时会表现出随时 间变化的漂移误 差 因 此，我 们自己设计了校正系统 ( 专 利 号201210062160 x) ，对该仪器进行实时校正 校正 系统主要包括空气干燥、流量控制和标样输入 3 部 分( 图 1) 所有的原始观测数据必须根据标样校正系统进 行数据的校正和误差评估 数据校正主要分以下三 步: 湿度校正、标样校正和误差修正12在实地观测时，每一台光谱仪都需要确定其观 测结果对水汽浓度的响应方程 如果没有湿度校 正，水汽含量的大范围波动则会造成同位素观测结 果的波动，湿度校正需测试不同湿度状态下同一标 样的同位素测值13 所以，在海表实地观测的前 后，对其标样都进行了测试，得到了稳定的湿度响 应校正方程( 图 2) 本文中根据测试的稳定性，确 定 19 000 ml m3 为校正参考绝对湿度，即按式 ( 1) 原理进行湿度校正，具体修正公式如图 2 中所 示 在此基础上进行标样测定的误差校正，按式 ( 2) 和式( 3) 分别得到了 18 o 和 d 湿度校正方程， 最后，计算按式( 4) 进行误差评估观测值 湿度校正 = f( w实测 19000)( 1)18 o湿度校正 = 18 o观测值 0 4753 ln( | w 实测 + 1000 | ) + 5 27( 2)d湿度校正 = d观测值 0 0005( | w 实测 + 19000 | ) + 0 3269( 3)误差 = 1 / n( 湿度校正标准值 标样值 )( 4) 式中: 观测值 为水汽同位素原始观测值; 湿度校正 为同 位素湿度校正后的 值; w实测 为 实 测 水 汽 湿 度; 湿度校正标样值 为标样经湿度校正后值; 标样值 为标样 值 经以上修正后得到的水汽同位素 18 o 和 d图 1picao 改进设备结构示意图fig 1schematic of the picao vapor isotope observation and adjustment system1442冰川冻土36 卷图 2不同水汽湿度条件下的同位素-湿度响应校正方程fig 2humidity-isotope response calibration functions at different levels of humidity-vapor volume图 3大气水汽同位素监测路线以及选取的 ieae gnip 降水观测点的分布fig 3map showing the atmosphere water vapor observation route and ieae precipitation sampling sites最终修正方法如式( 5) 和( 6) :了防护处理，室内温度控制在约 20 25 范围内，18 o湿度校正= 0 9842( 18 o观测值 0 4753因此，可以忽略环境温度对观测的影响 沿途所测ln( | w 实测 + 1000 | ) + 5 27) + 0 457( 5)d湿度校正 = 1 0072( d观测值 0 0005( | w 实测 + 19000 | )+ 0 3269) + 10 679( 6)最后，通过计算该修正方法的标准偏差来评估 校正 的 误 差，18 o 和 d 的 标 准 偏 差 分 别 为 0 0986 和 0 6402上述整套仪器架设在第 28 次南极科考时的极 地科考破冰船( 雪龙号) 上，置于五层气象观测室 内，外接管路连通室外待测气体 进气口如图 1 做数据从 38 n( 中国天津) 至 69 s( 南极中山站外围 约 10 km) ，采集数据断面如图 3 所示1 2表层海水采样及 gnip 降水数据在观测断面沿线，每天按时间平均取表层海水 样品 4 次( 每 6 h 取样 1 次) ，取样后置于科考船实 验室 5 冷藏库中，带回国内中国科学院寒区旱区 环境与工程研究所冰冻圈科学国家重点实验室，使 用 mat -253 质谱仪进行测试，测试结果如表 16 期柳景峰等: 南极科考断面水汽同位素观测与模拟及其反映的水循环信息1443表 1水汽同位素观测期间同步表层海水采样点及观测结果table 1the surface sea water sampling sites and isotope data纬度经度18 o /d /纬度经度18 o /d /413 80n12419 20e1 05 4 272121 00s11322 80e0 040 6039 00n12233 00e0 75 2 182231 20s11315 00e0 390 8431 20n12226 40e0 28 0 212521 60s11228 80e0 41 27348 00n12121 60e0 56 2 372631 20s1136 00e0 752 07115 60n1206 00e0 76 1 563026 40s11429 40e0 961 48016 80n11919 20e0 63 1 10321 20s11524 00e0 603 53030 60s1194 20e0 35 1 433827 60s11123 40e 0 08 0 3929 00s11827 00e0 29 1 52404 80s11122 80e0 16 1 09325 20s1186 60e 0 13 3 704915 00s10625 20e 0 66 6 91510 20s1178 40e0 35 0 635027 60s1065 40e0 35 2 57618 60s11621 60e0 95 0 115617 40s10434 80e 0 43 5 73733 60s1160 60e0 630 33576 60s10427 60e 0 83 6 90923 40s11519 80e0 21 1 505922 80s10334 20e 0 39 4 90117 80s11511 40e0 880 576031 20s10027 00e0 92 1 381219 20s1154 20e0 44 1 636021 00s1001 20e0 30 3 77149 60s11429 40e1 13 0 316025 20s826 00e 0 26 5 201526 40s11421 60e1 030 986123 40s809 00e0 11 5 05177 80s11412 60e1 882 376330 60s7715 00e0 07 4 901818 00s1145 40e0 420 686612 60s771 20e0 00 4 15由于沿途降水频率较低，所以，利用观测沿线 国际原子能机构降水同位素观测网络( gnip) 中站 点的长期平均降水同位素 18 o 和 d 来进行纬向 对比分析 选取的站点尽可能靠近观测海域，其中 南大洋观测站点较少，所以数据较为稀缺; 而极地 周边的降水数据则选取南极半岛附近有降水同位素 观测的站点 所选取的 gnip 网络中降水同位素观 测站点如图 3 所示1 3同位素环流模型( lmdz4-iso 和 echam5-wiso)为结合水汽同位素观测分析南半球高纬度的水 汽传输，本文尝试借助同位素大气环流模型对实测 的站点进行模拟对比，进而借助模型模拟南极内陆 水汽同位素长时间序列来分析南极内陆的水汽源区 及水汽传输 因此，选用了两个目前较为成熟的大 气环流模型 lmdz4-iso 和 echam5-w iso，与实测 值进行对比并模拟内陆的水汽同位素 18 o 和 d17同位素环流模型是在大气环流模型基础上加入 水汽同位素分馏的计算模块，也就是模型中跟水相 变有关的物理过程必须同时 考虑同位素水分子 化 lmdz4-iso 是由法国国家科学院( cns) 气候 与环境科学实验室在 lmdz4 模型的基础上发展而 来14 15，lm dz4 模型的动力方程是以经纬度网格 点来离散化处理，正常的分辨率为 2 5 3 74， 垂直分 19 层 需要说明的是，该模型针对南极内陆 水循环中同位素分馏相关参数做了优化16 选用 这一模型还因为其模拟结果可以捕捉到日尺度的天 气特征，而且较好模拟了格陵兰冰盖 neem 冰芯 的年际波动特征echam5-w iso 模型具有较高的时间和空间分 辨率，是由德国不莱梅魏格纳极地与海洋研究所 ( awi) 在 echam5 大气环流模型的基础上发展而 来17 echam5 是由汉堡 max -planck 气象研究所 与欧洲中期气象预报中心( ecmwf) 合作开发的大 气-海洋耦合的大气环流模式改进版本，用通量形 式的半拉格朗日传输模式来处理正定变量如水体组 成和化学示踪剂等18 云水和云冰是独立的诊断 预测方程19，而且改进了云的微物理模式20 海 洋表面水体蒸发的同位素分馏用 hoffmann 模式模18( h2o，hdo，h2o) 分馏转化过程并进行参数 拟21，包含了平衡分馏和动力分馏 其水平和垂直1444冰川冻土36 卷分辨率也扩展为多种，本研究选用水平 1 87 分辨 率，垂直 31 层，时间步长 6 h t63 进行模拟2 结果分析与讨论2 1 水汽表层海水降水同位素纬向变化特征根据水汽同位素 18 o 和 d 的实测修正结果， 结合表层海水同位素测值以及 gnip 降水同位素数 据，对比分析了三者在南半球的纬向变化特征( 图 4) 可 以 看 出，在观测的纬度范围内 ( 38 n 69 s) ，三者 18 o 和 d 的递变规律呈现出一致 性，即副热带区域最高，赤道相对副热带 18 o 和 d 均较低; 从副热带向高纬区延伸，水汽、降水和 表层海水的同位素 18 o 和 d 均逐渐贫化降低，在 全球尺度上呈马鞍形分布 海水同位素的纬向变化 与水汽和降水类似，但 60 s 以南有明显的升高特 点，这可能与海冰表面的升华过程有关 而水汽同 位素对应的过量氘( d-excess，定义为 d 818 o) 则 在高纬度南极周边明显升高水汽 18 o、d、过量氘以及降水和表层海水同 位素随纬度的这种递变规律，从同期的大气环流背 景分析可以看出同位素反映的环流信息 图 5 为观 测海区相应时段( 2011 年 11 月 3 29 日) 近地表风 速风向和相对湿度状况，显示赤道和副热带近地表 风速较低，而高纬极地周边风速强烈，并且气团源 自极地冰盖 为了进一步分析影响水汽同位素以及 过量氘的因素，利用 noaa / ncep 再分析资料做 hysplit 模型的 48 h 后向模拟( 图 6 ) 后向轨迹 分析显示，不同纬度的气团运行在水平和垂直方向 上明显受大尺度环流的影响 其中，低纬赤道下沉 气流对应较高的氢氧同位素比率和较低的过量氘， 这可能是因为随着气流的下沉，水汽压逐渐增大造 成 d 较18 o进行更大程度的分馏 海表边界层气团 多源自洋面或海洋上空，但南极大陆边缘海区的气 团则源自极地大陆内部，同时显示较高的过量氘， 说明极地冷气团在经过相对温暖的开放洋面时源自 海表的强烈蒸发引起了动力分馏 这一现象在北极图 4 水汽-表层海水-降水同位素纬向变化fig 4 zonal variations of 18 o ( a) and d ( b)图 5研究区( 50 n 80 s，50 150 e) 观测时段内( a) 风速和风向( ms 1 ) 和( b) 相对湿度( % )fig 5spatial distributions of wind speed and wind direction ( a) and relative humidity ( b) ，averaged from 3 29 nov ，20116 期柳景峰等: 南极科考断面水汽同位素观测与模拟及其反映的水循环信息1445图 6水汽同位素 18 o 和 d 观测副热带高值区以及高纬度显著变化区地表 50 m 高 48 h 的三维后向轨迹fig 6three dimensional backward trajectories of air masses from sampling sites of different latitudes ( totally 10 different trajectories presented with different color，starting at 50 m a s l ，back trajectory for 48 hrs )附近年际降水观测中也有反映22 由于源自南极 内陆的极干冷气团越过相对温暖的开放水体表面 时，会产生强烈的蒸发作用，这一物理过程引起的 动力分馏非常明显，造成水汽中较高的过量氘 因 此，环流背景分析证明，副热带下沉气流的过饱和 水汽形成了 18 o 和 d 的相对高值区，而源自高纬 度冰盖的干冷气团经过开阔温暖水面时的动力分馏 则造成过量氘的异常升高2 2 同位素模型与实测结果的对比分析将实测水汽同位素 18 o 和 d 以及过量氘与 lmdz4-iso 和 echam5-w iso 模型模拟结果进行了 对比分析，利用这两个大气环流模型分别模拟了同期观测点的日均水汽同位素 d 和 18 o 以及过量 氘 图 7 为二者过量氘的模拟结果，图 8 给出了二 者模拟的结果以及与实测数据的误差比较 总体来 说，lm dz4-iso 和 echam5-w iso 模 拟 结 果 均 较 好的 反映了大尺度水汽同位素的 18 o、d 和 d-excess，与实地观测变化趋势吻合，但两个模型在 南极洲边缘均低估了水汽同位素比率 lmdz4-iso 模型 在 低 纬 比 echam5-w iso 更 接 近 实 测 值，而 echam5-w iso 模型在高纬度尤其是南极大陆边缘 区域的模拟结果更接近实测值，也模拟出了高纬极 地边缘 区 水 汽同位素含量的突变信息 ( 图 5 和 图 6) 1446冰川冻土36 卷图 7lmdz4-iso 和 echam5-w iso 模拟的观测海域海表水汽同位素过量氘fig 7spatial distributions of d-excess above sea surface，simulated with lmdz4-iso gcm ( a) and echam5-w iso gcm ( b)图 8lmdz4-iso、echam5-w iso 模拟与实测水汽18 o 和 d 及过量氘的纬向比较fig 8zonal variations of 18 o，d and d-excess，measured and lmdz4-iso and echam5-w iso simulated为进一步明确影响模拟结果的各模型参数的特 征，对两模型中涉及同位素分馏的湿度( 2 m specific humidity) 、海 表温度以及风速 ( 10 m zonal wind speed) 等信息做了对比 两模型中用于模拟同位素 的分馏的这些参数基本一 致，差别较大的是在 30 50 s 之间，lm dz4-iso 模型中的 10 m 纬向 风速 相 对 echam5-w iso 模 型 更 高， 二 者 相 差 10 ms 1 左右; 而两模型中湿度和海表温度差别 较小 作为水面蒸发同位素分馏的重要影响因素， 风速差别可能是造成二者在高纬度区域过量氘差异较大的原因之一2 3基于模型的极地水汽来源分析综合上述结果，借助 echam5-w iso 模型进一 步模拟了 dome a 区域 1960 2013 年的地表水汽 18 o、d 以及过量氘，以期从水汽同位素的角度认 识 dome a 的水汽来源 关于南极内陆冰盖的水汽 来源，已有研究认识并不一致 ciais 等23 通过模 型检验了安德烈地与南极点雪样中过量氘与 d 之 间的 关 系，认为内陆地区现代降水主要来源于 20 40 s 的大洋表面; james24 和 king 等25 通 过模拟认为中低纬地带的气团能在高空穿过南极绕 级波影响内陆地区，而冰盖近岸地带只受沿岸海域 影响; connolley 等26 和 delaygue 等27 根据观测 与模拟数据认为，尽管有南极绕级波影响，但南极 冰盖的降水主要受固定经度范围内海域的影响; 从 近岸向内陆行进，源区则从高纬向低纬转移，同时 源区的可能范围增 大 sodemann 等28 和 wang 等29基于改进的拉格朗日方法认为南极冰盖内陆 的水汽主要源于 40 45 s，其中，dome a 主要 源自 45 s 印度洋海表 丁明虎等30使用 mcim 模 型检验得出了研究断面不同地区水汽源区的分界 线，以 1 900 m 和 2 850 m 两个海拔作为拐点，认 为在南半球夏季 1 2 月份，近岸地带( 0 185 km) 主要受来自于近岸海域即普里兹湾的气团控制; 而 内陆地带( 185 830 km) 的水汽来源于印度洋西部 中低纬地带( 20 40 s) ，高海拔冰穹地区( 830 1 248 km) 的水汽来源则非常广泛，可变性很高，很6 期柳景峰等: 南极科考断面水汽同位素观测与模拟及其反映的水循环信息( a) 和( b) 为 10 月和 12 月过量氘与海表湿度的相关性; ( c) 和( d) 为 11 月和 12 月降水量与海表湿度的相关性图 9dome a 过量氘和降水量与海表湿度的相关性fig 9correlations between dome a d-excess accumulation rate and precipitation ( accumation ration) with south ocean surface relative humidity1447难确定该处水汽的来源本文借助 echam5-w iso 模拟了 dome a 区域 1960 2013 年的逐月地表水汽 18 o、d 以及过量 氘数据，与 荷 兰 皇 家 气 象 学 会 ( knmi) ( http: / / climexp knmi nl / ) 的长序列南半球海表水汽、海温 等做了相关分析，分析模拟结果与逐月海表湿度， 海表温度以及水汽通量的关系 结果反映，过量氘 及降水量( 积累率) 与南半球海表水汽湿度有很好 的相关性，而与海表的温度关系并不明显 由于过 量氘能较好的反映水汽源区，所以结合降水量与过 量氘，从水汽同位素角度分析极地内陆的水汽 来源图 9 为主降水月( 10 12 月) 29，31过量氘与南 半球海表湿度的空间相关性以及降水量( 积累率) 与海表湿度的相关性 从过量氘的相关性可以看 出，dome a 水汽来源与南半球中低纬度海表水汽 湿度全年呈反相关，而这也与过量氘与湿度在理论 上呈反相关一致16 其中，相关性最强的区域除印 度洋中纬度之外，还有太平洋低纬区域即赤道东太 平洋 水汽同位素过量氘与南半球逐月海表温度呈正相关，总体来说海表温度与过量氘的相关性并不 明显 过量氘和积累率数据共同表明除了中纬度大 西洋和印度洋外，低纬度太平洋也是很重要的水汽 源区 这与以前基于其他方法研究得出的结果有所 不同，即除了中纬度海域外，低纬东太平洋也可能 是南极内陆的水汽源区 尽管这一结果需要进一步 确认，但水汽同位素在反映水汽传输方面的优势提 供了认识这一问题的不同视角 同时，需要指出的 是水汽过量氘与南极大陆及边缘区的地表温度呈正 相关，这也为 dome a 区域水汽来源的复杂和多源 性提供了线索，即南极冰盖边缘随温度变化与内陆 的水汽传输可能有关联，这种观点仍需要进一步 研究3 结论通过附加的水汽同位素校正装置，实时观测了 大尺度海表水汽同位素 18 o 和 d，并与同位素模 型 lmdz4-iso 和 echam5-w iso 结果进行对比，进 一步借助模型模拟的南极内陆水汽同位素进行了水 汽源区的分析，得出以下主要结论:1448冰川冻土36 卷( 1) 大气水汽 18 o 和 d 的实测结果、表层海 水的测值和 gnip 降水同位素结果显示，在观测的 纬度范围内，三者 18 o 和 d 的递变规律呈现一致 性，即副热带区域最高，赤道相对副热带先对较 低; 从副热带向高纬区延伸，水汽、降水和表层海 水的的同位素 18 o 和 d 均降低 海水氘同位素的 纬向变化与水汽和降水类似，并且海水同位素18 o 和 d 在 60 s 以南有明显的升高特点( 2) lmdz4-iso 和 echam5-w iso 模拟结果与 实地观测的水汽 18 o、d 和过量氘变化趋势吻合 较好，但两个模型在南极洲边缘均低估了水汽同位 素比率 lmdz4-iso 模型在低纬比 echam5-w iso 更接近实测值，而 echam5-w iso 模型在高纬度尤 其是南极大陆边缘区域的模拟结果更接近实测值( 3) 基于 echam5-w iso 模拟结果的 dome a 水汽源区分析表明，除了大西洋和印度洋外，中低 纬度赤道东太平洋也是重要的水汽源区参考文献( eferences) :1 dansgaard w the abundance of o18 in atmospheric water and water vapourj tellus，1953，5( 4) : 461 4692 jouzel j water stable isotopes: atmospheric composition and applications in polar ice core studiesm/ / treatise on geochem- istry: vol 4 amsterdam，the netherlands: elsevier，2003: 213 2433 noone d，galew sky j，sharp z d，et al properties of air massmixing and humidity in the subtropics from measurements of the d / h isotope ratio of water vapor at the mauna loa observatoryj journal of geophysical esearch: atmospheres，2011，116( d22) doi: 10 1029 /2011jd0157734 sturm c，zhang qiong，noone d an introduction to stable wa- ter isotopes in climate models: benefits of forward proxy model- ling for paleoclimatologyj climate of the past，2010，6( 1) : 115 1295 he yuanqi，pang hongxi，lu aigang，et al spatial and tempo-ral variations of the stable isotopes in snowpacks and glacial run- off in different types of glacier areas in chinaj journal of glaciology and geocryology，2006，28( 1) : 22 28 何元庆， 庞洪喜，卢爱刚，等 中国西部不同类型冰川区积雪及其融 水径流中稳定同位素比率的时空变化及其气候效应j 冰 川冻土，2006，28( 1) : 22 286 wu jingkui，ding yongjian，wang genxu，et al advance onapplication of isotopic techniques in water sciences in cold and ar- id regionsj journal of glaciology and geocryology，2004， 26 ( 4) : 509 516 吴锦奎，丁永建，王根绪，等 同位素技 术在寒旱区水科学中的应用进展j 冰川冻土，2004，26 ( 4) : 509 5167 yu wusheng，yao tandong，tian lide，et al isotopic compo-sition of atmospheric water vapor before and after the monsoons end in the nagqu iver basinj chinese science bulletin， 2005，50 ( 23) : 2755 2760 余武生，姚檀栋，田立德，等 那曲河流域季风结束前后大气水汽中 18 o 变化特征j 科 学通报，2006，51 ( 2) : 194 1998 zhang xinping，sun zhian，guan huade，et al gcm simula- tion of stable water isotope in water cyele and intercomparisons o- ver east asiaj journal of glaciology and geocryology，2012，33 ( 6) : 1274 1285 章新平，孙治安，关华德，等 东亚水循环中水稳定同位素的 gcm 模拟和相互比较j 冰 川冻土，2012，33 ( 6) : 1274 12859 bolin b on the use of tritium as a tracer for water in nature stockholm，sweden: international meteorological instti- tute，195910 gu weizu isotopic hydrologym beijing: science press， 2011 顾慰 祖 同 位 素 水 文 学m 北 京: 科 学 出 版 社，201111 crosson e ，icci k n，ichman b a，et al stable isotope ra-tios using cavity ring-dow n spectroscopy: determination of 13c / 12c for carbon dioxide in human breathj analytical chemis- try，2002，74 ( 9) : 2003 200712 liu jingfeng，xiao cunde，ding minghu，et al variations instable hydrogen and oxygen isotopes in atmospheric water vapor in the marine boundary layer across a wide latitude rangej journal of environmental sciences，2014，26 ( 11 ) : 2266 227613 steen-larsen h，johnsen s j，masson-delmotte v，et al con-tinuous monitoring of summer surface water vapor isotopic com- position above the greenland ice sheetj atmospheric chem- istry and physics，2013，13 ( 9) : 4815 482814 isi c，bony s，vimeux f，et al understanding the sahelianwater budget through the isotopic composition of water vapor and precipitationj journal of geophysical esearch: atmos- pheres，2010，115 ( d24) doi: 10 1029 /2010jd01469015 isi c，bony s，vimeux f，et al water-stable isotopes in thelmdz4 general circulation model: model evaluation for present- day and past climates and applications to climatic interpretations of tropical isotopic recordsj journal of geophysical e- search: atmospheres， 2010， 115 ( d12 ) doi: 10 1029 / 2009jd01325516 jouzel j，m erlivat l deuterium and oxygen 18 in precipitation: modeling of the isotopic effects during snow formationj jour- nal of geophysical esearch: atmospheres，1984，89 ( d7 ) : 11749 1175717 werner m ，langebroek p m ，carlsen t，et al stable water iso-topes in the echam5 general circulation model: toward high- resolution isotope modeling on a global scalej journal of ge- ophysical esearch: atmospheres，2011，116 ( d15 ) doi: 10 1029 /2011jd01568118 l