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水汽中过量氘主要受蒸发过程中非平衡动力分馏控制,而水汽冷凝过程一般认为同位素发生平衡分馏,平衡分馏过程对降水及水汽中过量氘影响较小,因此理论上可以利用冰芯过量氘记录进行水汽源区环境条件的定量重建。在极地地区,较低的温度导致水汽的冷凝程度较高,氢(δD)与氧(δ~(18)O)稳定同位素的斜率受与温度有关的平衡分馏系数显著影响,因此极地降水中过量氘实际上还受平衡分馏系数影响;此外,随着水汽冷凝程度的升高,水汽中δD/δ~(18)O值越来越低,δD和δ~(18)O之间的非线性关系越来越明显,这导致传统线性过量氘(定义为d_(excess)=δD-8δ~(18)O)的值还受同位素值本身的影响。因此,上述线性过量氘定义的不足使得利用极地冰芯过量氘记录进行水汽源区环境条件定量重建的精度受到了很大的限制。为了弥补传统线性过量氘定义的不足,近年来一些研究者提出了过量氘的对数定义和指数定义。本文旨在说明传统线性过量氘定义的不足,详细介绍两种过量氘新定义的基本原理与优势、最新研究进展及其在极地地区的应用前景。 相似文献
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青藏高原西北部大气降水稳定同位素时空特征变化 总被引：1，自引：0，他引：1
作为水环境的重要指示剂,稳定同位素已经成为区域水文学、气候学研究的重要工具。降水作为水循环的输入项,其同位素组成是研究山地地表水过程、地下水形成转化、冰川变化等问题的必要信息。为了进一步增加对于青藏高原西北部降水过程及其控制因素的认识,本文基于青藏高原西北部五个长期观测站点降水中δD和δ18O数据,研究了青藏高原西北部与塔里木盆地交界地区大气降水稳定同位素时空分布特征。分析结果显示该地区降水稳定同位素季节变化较为明显,表现出夏高冬低的变化趋势,不同月份呈现出不同的空间分布特征。除狮泉河站降水δ18O值与温度关系不显著外,其余站点δ18O值随温度升高而增加。区域内降水量对降水δ18O值的影响不显著,降水稳定同位素高程效应明显,降水δ18O值随海拔上升而降低。降水过量氘(d值)的分布也呈现出显著的季节差异,总体表现出夏半年高、冬半年低的特点,受水汽再循环的影响,西合休站夏季降水的d值呈现较高的水平。研究表明,气温是控制该地区降水同位素分馏的重要因素,通过对于该区域降水蒸发比的计算发现,该地区临近沙漠的和田站的降水同位素受蒸发作用最为显著,而高海拔地区的狮泉河站降水受蒸发影响最小。 相似文献
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水的稳定同位素(D和O)是水文过程的重要示踪剂。本文以哈尼梯田文化景观遗产核心区全福庄河扇形小流域为研究对象,通过采集流域内雨季和旱季的大气降水样品,并测定和分析氢氧同位素值(D和δ18O),得出以下结论:(1)研究区全年大气降水线方程为:δD=8.35δ~(18)O+22.41(R2=0.98,n=48),但年内旱季和雨季降水线方程的斜率和截距差异明显。(2)研究区大气降水中氢氧稳定同位素组成具有明显季节差异,雨季降水中氢氧同位素贫化,d值偏低;旱季降水氢氧同位素值相对偏正,d值偏高,这与我国季风区旱雨季水汽来源差异有关。(3)根据相关分析可知,温度、降水和相对湿度3个要素的变化是研究区降水同位素值变化的主要影响因素,但在不同的时间尺度下影响降水同位素变化的环境因素存在差异。(4)在年尺度下降水和相对湿度是主要的影响因素;在旱雨季尺度下,温度是雨季降水同位素值变化的主要因素,而温度、降水量和相对湿度对旱季降水同位素值变化的影响则不显著,旱季降水同位素δ18O值变化为三因素共同作用的结果。 相似文献
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降水氢氧同位素受气温、降水量、海拔、水汽来源等多种因素控制,是研究区域水文循环过程的重要手段。基于祁连山中段排露沟流域3个站点降水稳定氢氧同位素数据（δ18O、δD、d-excess）和气象观测资料,结合临近GNIP站点监测资料和HYSPLIT 4.9模型对流域降水同位素特征及水汽来源进行分析。结果表明：流域降水δ18O值波动范围大（-32.32‰~+3.23‰）,季节性变化明显,冬季δ18O值较低,夏季δ18O值较高。降水δ18O和δD值与日均气温均存在密切正相关关系,即温度效应明显。受山区气候和地理条件影响,各站点局地大气降水线（LMWL）截距和斜率相似;与临近GNIP站点（张掖）进行对比,流域降水明显受局地水汽和二次蒸发影响较少。降水d-excess值表现出与δ18O值相反的季节性变化趋势。结合HYSPLIT 4.9气团轨迹模型,得出流域夏季水汽主要来源西风环流输送,冬季受西风环流和极地气团共同影响。 相似文献
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本研究利用从WorldClim获得的高分辨率气象数据分析稳定同位素温度效应,研究发现最热季度的平均气温与中国62个站点同位素年平均值之间表现出很好的相关性（R2=0．79）。在此基础上利用地统计学方法,也就是采用温度作为辅助变量的空间插值算法——局部平均的简单克里金法（Simple Kriging with locally varying mean,SKlm）,对中国降水中稳定同位素年平均值空间分布进行了模拟,得到了较高分辨率的中国降水中年均δ^18O空间分布图,该图能够较好地表现区域同位素变化模式,能够反映如降水汽团的来源、性质等的气候环境背景,也能在一定程度上反映包括当地的纬度、地形、海拔高度等在内的局部地理因素。 相似文献
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本文综述了水汽来源状况、降水季节变化、火山喷发、太阳活动等气候环境因素对极地冰雪中同位素含量的可能影响及其程度 ,以及降水区域不均衡性、降水年际不均衡性、逆温层和同位素在冰雪中的扩散迁移作用等几种不稳定因素可能对冰雪同位素分析造成的干扰 ;在此基础上 ,综述了极地冰雪中δ1 8O、δD和其差值d(d =δD - 8δ1 8O)与局部或全球气温之间的一些线性关系 (包括全球尺度 ,格陵兰地区 ,南极地区等 )及它们在空间分布上的变化规律 相似文献
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西北地区大气降水δ18O的特征及水汽来源 总被引：12，自引：0，他引：12
根据2005年各月在中国大气降水同位素观测网(CHNIP)位于西北地区的阜康、策勒、临泽、海北、沙坡头、长武和安塞观测站点收集的降水样品,对其中的同位素的组分进行测定,分析了西北地区大气降水中δ18O的时空分布特征.所建立的局地大气降水线方程δD=7.05δ18O-2.17,反应了西北地区独特的局地气候特点.降水δ18O的温度效应显著,而降水量效应只在夏季(6-8月)间存在.δ18O的空间分布特征可以很好地反映西北地区的大气环流背景.应用瑞利分馏模型及动力分馏模型对阜康-安塞沿线降水δ18O的定量模拟结果,揭示了西北地区降水水汽的分馏主要以动力分馏为主,雨滴在降落过程中历经了一定的二次蒸发过程,其降水水汽中也混入一定量的由局地再蒸发的水汽.此外,利用西北地区在全球大气降水同位素观测网络(GNIP)中的乌鲁木齐、和田、张掖、兰州、银川和西安6个站点的长时间序列的δ18O与降水量、温度等气候因子建立的多元线性回归关系可以对降水δ18O进行定量估算;基于乌鲁木齐站点12年的δ18O资料对该地区的温度拟合,为历史气候的定量恢复提供了依据. 相似文献
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大气降水氢氧稳定同位素可以指示降水过程的气候环境变化,分析其变化对于研究现在及过去气候条件下的水文循环过程具有重要意义。本研究选取中国西北部典型的天山、昆仑山为研究对象,基于研究区5个高山站点2013—2015年间的353个大气降水样品的δ2H、δ18O分析测试结果,系统分析了不同时间尺度下δ2H与δ18O的时空分布特征及其与环境要素的关系,并结合ERA5数据探讨了其水汽通量及风向特征。结果表明：(1)研究区大气降水稳定同位素呈现较为显著的时空变化特征,降水δ18O季节上呈现夏高冬低,而空间上呈现北高南低;拟合的区域大气降水线为δ2H=7.74δ18O+5.83 (R2=0.98),揭示其降水过程受云下蒸发影响强烈(斜率较低)。(2)研究区降水δ18O与温度呈现正相关关系,与高程呈现负相关关系,而与降水量间无显著相关关系。(3)水汽来源的分析结果表明,研究区水汽输送路径主要为西方路径(占比6... 相似文献
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利用2015年8月至2016年7月在印度河上游流域Bagrot山谷降水稳定同位素（δ18O和δD）观测结果以及当地气象资料，利用同位素示踪及统计分析方法，并结合HYSPLIT模型，对研究区降水稳定同位素变化特征、大气水线以及水汽来源进行了分析。结果表明，观测期间Bagrot山谷降水稳定同位素的季节变化明显，δ18O与δD秋冬季偏低，春夏季偏高，且与气温变化一致，存在显著的温度效应，而降水量效应不明显。而且发现，研究区局地大气水线截距和斜率均低于全球的，反映了降水过程中云下二次蒸发作用较为强烈，特别是，不同的降水形态导致该研究区局地大气水线的斜率和截距不同。当液态降水（降雨）发生时，由于在较为干旱的气候环境下，雨滴在降落的过程中受到二次蒸发相对较强，使得局地大气水线的斜率和截距偏低；而当固态降水（降雪）发生时，由于温度较低，受再循环水汽和二次蒸发的影响较小，导致局地大气水线的斜率和截距均偏高。Bagrot山谷及其周边地区，从南到北局地大气水线的斜率相差不大，而其截距总体上随着纬度升高而降低，可能与云下二次蒸发导致稳定同位素发生的不平衡分馏逐渐强烈有关。通过Bagrot山谷站点降水稳定同位素观测结果并结合HYSPLIT模型的后向追踪，研究还发现，研究区全年主要受西风环流以及局地环流的影响。但与研究区以北的临近站点（慕士塔格、和田等）相比有所不同，由于Bagrot山谷位置更靠南，其仍然偶尔受到来自南方的海洋性水汽影响。这一研究结果可能对该地区树轮稳定同位素记录的解译具有一定的指示意义。 相似文献
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Transport of moisture-bearing air to the Antarctic is one of the important factors that control the mass balance of the ice sheet. Here, we investigate the distribution of air-parcel transport using a backward trajectory analysis over the entire Antarctic ice sheet, based on whether the air parcel was located inside or outside of Antarctica at 5 days before arrival. At this time, we considered the air from outside Antarctica to be moisture rich. Oceanic air was found to dominate in West Antarctica throughout the year, whereas air from inland was more prominently distributed around East Antarctica, especially in summer. In East Antarctica, there was a significant seasonal variation: air from inland dominated in summer, while air of oceanic origin dominated in winter. The distribution of air parcels that came from oceanic/inland sources was similar to the accumulation map (based on satellite data), which indicates that oceanic air parcels could be a substitute for moisture transport to the Antarctic. To determine the future impacts of climate change (e.g., sea level rise), more precise predictions of the variations in the surface mass balance will be required. Our results contribute towards the improved understanding of the spatial distributions of accumulation and aerosols found in Antarctic snow and ice cores. 相似文献
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A Century of Climate Variability and Climate Gradients from Coast to Ice Sheet in West Greenland 总被引：1，自引：0，他引：1
Andrea Taurisano Carl Egede Billionøggild Håkon Gjessing Karlsen 《Geografiska Annaler: Series A, Physical Geography》2004,86(2):217-224
This work describes the temperature trends of the Nuuk fjord area during the last century and analyses the spatial variability of temperature and precipitation along the coast‐inland gradient of the region. A better understanding of the climate of the coastal region of Greenland is important for ice sheet studies since significant thinning has recently been detected on local outlet glaciers with driving factors still to be identified. The glaciological reconstruction of the ice sheet mass balance has often made use of climate datasets from the coastal stations to substitute missing data from the inland areas. The information on the coast‐inland gradient of temperature and precipitation hereafter provided is of relevance in other areas around the ice sheet as it represents a mean for increasing the accuracy of historical glacier‐climate interactions. We therefore discuss climatological information from the automatic station that operated at the glacier throughout the 1980s as well as from other stations located along the fjord and with a longer coverage. 相似文献
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在全球变暖的背景下, 东南极冰盖显著地出现降雪增多冰厚增大的现象, 然而由于有关东南极冰盖
的观测数据相对缺乏, 因而很难对东南极冰盖大范围的冰盖动力学、热力学状态细节进行整体性评估。
Dome A 到中山站断面是横穿南极冰盖计划的核心断面之一。该断面穿越的兰伯特(Lambert)冰川上游、甘
布尔采夫(Gamburtsev)冰下山脉和Dome A 区域是南极科学研究的热点区域, 因此具有重要的研究价值。本
研究使用已多次在南极冰盖有过成功模拟应用的三维有限元冰盖模式Elmer/Ice, 对该区域的内部温度场和
速度场进行了模拟, 得到了冰盖的流速场和温度场数据, 并将模拟数据与传统估测数据进行了对比, 发现
两者在总体趋势上吻合。研究表明, 该研究区域冰盖的底部温度大部分达到了压力熔点, 只有少部分靠近内
陆的冰盖底部未达到; 在冰盖内陆区域, 水平速度场非常小, 在靠近冰架区域时, 水平速度场突然增大, 而
垂直速度场只有在冰下地形发生显著波动时, 出现显著变化。在此基础上, 对Elmer/Ice 冰盖模式的应用前
景和需改进的方面进行了探讨。 相似文献
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Wisconsinan and Holocene Climate History from an Ice Core at Taylor Dome, Western Ross Embayment, Antarctica 总被引：4，自引：0，他引：4
Eric J. Steig David L. Morse Edwin D. Waddington Minze Stuiver Pieter M. Grootes Paul A. Mayewski Mark S. Twickler & Sallie I. Whitlow 《Geografiska Annaler: Series A, Physical Geography》2000,82(2-3):213-235
Geochemical data and geophysical measurements from a 554-m ice-core from Taylor Dome, East Antarctica, provide the basis for climate reconstruction in the western Ross Embayment through the entire Wisconsinan and Holocene. In comparison with ice cores from central East and West Antarctica, Taylor Dome shows greater variance of temperature, snow accumulation, and aerosol concentrations, reflecting significant variability in atmospheric circulation and air mass moisture content. Extreme aridity during the last glacial maximum at Taylor Dome reflects both colder temperatures and a shift in atmospheric circulation patterns associated with the advance of the Ross Sea ice sheet and accounts for regional alpine glacier retreats and high lake levels in the Dry Valleys. Inferred relationships between spatial accumulation gradients and ice sheet configuration indicate that advance of the Ross Sea ice sheet began in late marine isotope stage 5 or early stage 4. Precise dating of the Taylor Dome core achieved by trace-gas correlation with central Greenland ice cores shows that abrupt deglacial warming at Taylor Dome was near-synchronous with the ∼14.6 ka warming in central Greenland and lags the general warming trend in other Antarctic ice cores by at least 3000 years. Deglacial warming was following by a warm interval and transient cooling between 14.6 and 11.7 ka, synchronous with the Bølling/Allerød warming and Younger Dryas cooling events in central Greenland, and out of phase with the Antarctic Cold Reversal recorded in the Byrd (West Antarctica) ice core. Rapid climate changes during marine isotope stages 4 and 3 at Taylor Dome are similar in character to, and may be in phase with, the Northern Hemisphere stadial–interstadial (Dansgaard–Oeschger) events. Results from Taylor Dome illustrate the importance of obtaining ice cores from multiple Antarctic sites, to provide wide spatial coverage of past climate and ice dynamics. 相似文献
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东南极大陆沿岸的维斯特福尔德丘陵(68°22'～68°40'S,77°55'～78°30'E)和西南极乔治王岛南端的菲尔德斯半岛(62°08'～62°20'S,58°45'～58°58'W)的气候条件不同。前者属于极地大陆性气候,气温低,冬季严寒,干燥、风大,夏季较短;后者属于极地海洋性气候,气温不很低,湿润、风小,夏季较长。因此,两地的冰缘地貌的组合类型及其发育过程存在明显的差异。前者冰缘地貌单一,发展速度较慢;后者冰缘地貌复杂多样,发展速度较快。 本文根据实地观测资料,对极地大陆型和极地海洋型两类冰缘地貌作一些比较,并且提出,年冻融日数是决定冰缘作用强弱的最重要指标。 相似文献
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Reconstruction of the Ross Ice Drainage System, Antarctica, at the Last Glacial Maximum 总被引：2，自引：0，他引：2
George H. Denton & Terence J. Hughes 《Geografiska Annaler: Series A, Physical Geography》2000,82(2-3):143-166
We present here a revised reconstruction of the Ross ice drainage system of Antarctica at the last glacial maximum (LGM) based on a recent convergence of terrestrial and marine data. The Ross drainage system includes all ice flowlines that enter the marine Ross Embayment. Today, it encompasses one-fourth of the ice-sheet surface, extending far inland into both East and West Antarctica. Grounding lines now situated in the inner Ross Embayment advanced seaward at the LGM (radiocarbon chronology in Denton and Marchant 2000 and in Hall and Denton 2000a, b), resulting in a thick grounded ice sheet across the Ross continental shelf. In response to this grounding in the Ross (and Weddell) Embayment, ice-surface elevations of the marine-based West Antarctic Ice Sheet were somewhat higher at the LGM than at present (Steig and White 1997; Borns et al. 1998; Ackert et al. 1999). At the same time, surface elevations of the East Antarctic Ice Sheet inland of the Transantarctic Mountains were slightly lower than now, except near outlet glaciers that were dammed by grounded ice in the Ross Embayment. The probable reason for this contrasting behavior is that lowered global sea level at the LGM, from growth of Northern Hemisphere ice sheets, caused widespread grounding of the marine portion of the Antarctic Ice Sheet, whereas decreased LGM accumulation led to slight surface lowering of the interior terrestrial ice sheet in East Antarctica. Rising sea level after the LGM tripped grounding-line recession in the Ross Embayment, which has probably continued to the present day (Conway et al. 1999). Hence, gravitational collapse of the grounded ice sheet from the Ross Embayment, accompanied by lowering of the interior West Antarctic ice surface and of outlet glaciers in the Transantarctic Mountains, occurred largely during the Holocene. At the same time, increased Holocene accumulation caused a slight rise of the inland East Antarctic ice surface. 相似文献
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南极内陆冰盖表面的特征与冰盖表面年际降雪量、冰盖表面风速有关,冰盖表面地貌特征主要包括雪面粗糙度、雪层软硬度,这些特征对内陆车队行进过程中的设备运输具有重要的参考价值。文中提出了车载自动化监测冰盖雪面特征的方法,并进行了监测系统的设计与数据分析;该系统包括以雪地车颠簸幅度代表的雪面凹凸程度(即雪面粗糙度),以GPS模块监测车辆行进距离,以激光测距监测雪地车车辙深度来表征雪面软硬度。通过数据采集系统的实时监测软件平台,实现了冰盖表面地貌特征的监测;该系统分别于2012年11月和2014年11月在中国第29次南极和31次南极考察中进行了监测应用,通过对以上监测数据的分析,初步给出了中山站至昆仑站沿途的冰盖表面粗糙度及雪面软硬度结果。 相似文献
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南极冰盖表面微地貌是大气与冰盖相互作用的直接产物,微地貌的形态特征、结构性质及其发展变化对南极冰盖表面的物质平衡、能量平衡以及冰盖记录大气信息的过程具有重要的影响,冰盖表面微地貌的结构性质以及空间分布的确定是计算南极冰盖物质平衡与能量平衡的重要依据,同时在南极冰芯钻探选址以及冰芯解译古气候信息时具有重要的参考价值。根据微地貌的形成方式将南极冰盖表面微地貌分为沉积型、侵蚀型、沉积间断型三类,介绍了南极冰盖表面常见的微地貌形态雪丘、雪纹、雪垄、雪窝以及光洁区的形态特征与结构性质,并对冰盖表面微地貌的分布规律特征进行了总结,文中重点对不同微地貌区域内的物质平衡与能量平衡特征进行了介绍,最后探讨了冰盖表面光洁区对南极冰芯选址的影响,并对未来南极微地貌研究进行了展望。 相似文献