Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 中国大气降水氧同位素的时空分布及其影响因素 | |
| 其他题名 | Space-time Distribution and Its Influencing Factors of Oxygen Isotope in Amospheric Pecipitation of |
| 杨俊华 | |
| 出版年 | 2013 |
| 学位类型 | 硕士 |
| 导师 | 秦翔 ; 吴锦奎 |
| 学位授予单位 | 中国科学院大学 |
| 中文摘要 | 为从不同时间尺度上了解中国大气降水中氧同位素组成的分布特征，论文选取了中国82个站点年尺度上的氧同位素实测资料，用BW方程进行了拟合，并采用不同的空间插值方法对BW方程在中国的拟合残差做了最优估计，然后将最优残差估计值叠加到BW方程的拟合结果上，生成了中国大气降水年平均氧同位素组成的空间分布图。运用修正后的BW方法以及站点的月降水氧同位素资料，生成了中国各月份大气降水中氧同位素组成的空间分布图，并以4～9月代表为夏半年，10～次年3月为冬半年，分析了中国大气降水中氧同位素组成的季节差异。以黑河流域张掖站为例，通过比较不同的气候—同位素回归方程，探究了大气降水氧同位素从月时间尺度向日尺度转化的可能。从而实现降水氧同位素组成从年-月-日时间尺度上的转化。 为了分析气候要素对大气降水氧同位素组成的影响，利用欧洲中期数值预报中心（ERA-40）的再分析资料，结合地理加权回归方法（GWR），定量分析了气象要素（温度、降水量）对中国大气降水氧同位素组成的影响。 下面是论文中的主要结果和结论： （1）与其他几种空间插值方法相比，以降水量为辅助变量的协同克里格法对于BW方程的拟合残差具有最高的插值精度，其RMSE为1.8，与前人通常采用的反距离加权法相比，其RMSE减小了0.7。所以把该插值结果叠加到BW的模拟结果上，可以对其实现更好地优化，从而更为准确地反映中国大气降水氧同位素组成的空间分布。中国降水氧同位素的分布并不完全与纬度平行，而是呈现出典型的鞍型分布特征，在东南部以及西北地区，降水氧同位素值较高，在东北地区和青藏高原南部，降水氧同位素值偏低，这与前人的研究结果类似。 （2）利用修正后的BW方法估计了我国降水氧同位素的逐月变化，在我国的中低纬度地区冬半年的降水氧同位素值大于夏半年; 在高纬度、高海拔地区，冬半年降水中氧同位素值小于夏半年，如东北北部、青藏高原的北部和新疆的大部分地区，而且降水氧同位素组成的季节性差异在寒冷地区更为显著。同时在中国不同的区域选择实测站点资料做了验证。结果表明，我国东部季风区站点的模拟结果好于青藏高原区和西北干旱区。而在同一地区（西北干旱区），高海拔地区的模拟效果要好于低海拔地区。这也可能存在一定的问题。 （3）以黑河流域张掖站为例，利用月尺度降水氧同位素值和降水氧同位素-气候要素的回归模型，从而得到了日降水氧同位素值。结果表明，对于日降水氧同位素，模拟值与实测值之间的相关系数为0.72，平均误差为-0.1‰，标准偏差为2.2‰。说明该回归模型能较好地实现月降水氧同位素值向日尺度的转化。 （4）定量描述了温度、降水量对中国大气降水氧同位素组成的影响。结果表明气候要素-降水氧同位素 GWR模型回归参数在不同的月份、地区不同；总的说来，在我国西北地区以及青藏高原的北部地区，温度—降水氧同位素GWR回归模型的系数较大，说明影响这些地区降水氧同位素组成的主要因素是气温。东部季风区虽在夏季，降水量—降水氧同位素 GWR回归模型的系数较大，表明其氧同位素在夏季表现出降水量效应，但在其他季节，温度-降水氧同位素 GWR回归模型的系数均较大，说明在全年尺度上，温度依然是影响该区降水氧同位素组成的主要因素。 （5）为了探讨中国大气降水氧同位素值向流域尺度的转化，未来我们试图结合流域的独特地理背景，运用模糊数学理论精细刻画流域内降水同位素的组成分布。再结合月尺度降水氧同位素向日尺度转化的回归方程，可以得出不同时空尺度上的降水氧同位素的分布特征，为不同时空尺度上的同位素水文过程模拟提供输入参数。 |
| 英文摘要 | In order to comprehend the distribution of oxygen isotope in precipitation in different time scales over china, annual mean precipitation oxygen isotope data from 82 sites were fitted to BW model and thus a new formula was established to estimate the annual mean precipitation oxygen isotope in China. By using different spatial interpolation methods, the residue distributions of the BW model were estimated. Adding the best residue distribution to the formula, the annual spatial distribution map of oxygen isotope in precipitation over china was obtained. Also，using modified BW method and the monthly data in sites mentioned above, the monthly spatial distribution maps of oxygen isotope were drawn. Taking April to September as summer half year and October to the next March as winter half year，we analyze seasonal variations of oxygen isotope in precipitation over China. A climate-isotope statistic model was taken to explore the possibility of transforming monthly isotope in precipitation to daily isotope in precipitation in the Heihe River basin. |
| 中文关键词 | 大气降水同位素 ; BW方法 ; 空间插值 ; 时空分布 ; 气候要素 ; 时间尺度转化 ; 中国 |
| 英文关键词 | isotope in atmospheric precipitation |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 来源学科分类 | 自然地理学 |
| 来源机构 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/287249 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 杨俊华. 中国大气降水氧同位素的时空分布及其影响因素[D]. 中国科学院大学,2013. |
| 条目包含的文件 | 条目无相关文件。 | |||||
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