Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| DOI | 10.27410/d.cnki.gxbfu.2021.000512 |
| 基于氢氧稳定同位素的新疆喀什噶尔绿洲水汽再循环率评估 | |
| 石玉东 | |
| 出版年 | 2021 |
| 学位类型 | 硕士 |
| 学位授予单位 | 西北师范大学 |
| 中文摘要 | 降水是水文循环的重要组成部分,是水汽输送和相变的最终结果。作为降水的主要来源之一,局地再循环水汽(包括地表蒸发水汽和植物蒸腾水汽)在陆地水文循环过程中起着极其重要的作用,尤其在中国西北干旱区广泛分布的绿洲更是如此。定量评估中国西北干旱区水汽再循环对局地降水的贡献率(即水汽再循环率)有助于深入认识干旱气候背景下的水文生态过程和陆-气相互作用,理解人类绿洲开发对区域水循环的影响。因此,本研究以新疆塔里木盆地西侧的喀什噶尔河三角洲绿洲(简称喀什噶尔绿洲)为研究对象,根据2018年4月至2020年6月采集的降水样品,分析了降水氢氧稳定同位素的基本特征,利用同位素三元混合模型评估中国西北干旱区典型绿洲的水汽再循环过程,并分析了不同算法对水汽再循环率计算结果的影响。研究结果显示:(1)研究区各站点的降水δ~(18)O年平均值在-13.56‰～-1.46‰之间,δ~2H值在-98.90‰～-4.79‰之间,夏半年富集而冬半年贫化,其季节变化特征可用余弦曲线进行拟合。无论是基于事件尺度还是月尺度,本研究得到的大气水线斜率均低于全球大气水线,且夏半年大气水线的斜率低于冬半年。除了温度效应外,降水δ~(18)O值也与海拔存在相关关系,线性梯度为-0.35‰/100m。降水同位素与经向环流因子存在一定联系,而与纬向环流因子的相关关系较差。结合同位素大气环流模式模拟结果,在西侧邻近的上风向区域(60°E以东),降水δ~(18)O值与经向风(南风)风速呈现出显著正相关,与纬向风(西风)风速的联系相对较弱;而在30°N附近,纬向风(西风)风速与降水δ~(18)O值呈明显正相关。(2)对比分析各水汽源同位素值的不同算法,确定了同位素三元混合模型所需的降水水汽、外来水汽、地表蒸发水汽和蒸腾水汽同位素值计算方法。在本研究区,可使用基于局地蒸发线斜率结合气温、相对湿度等气象参数的同位素非平衡分馏方法计算降水水汽同位素值,选择单站点作为上风向站点计算区域外来水汽同位素值,使用加权平均降水同位素值代替植物蒸腾水汽同位素值,使用降水作为蒸发前缘水基于Craig-Gordon模型计算地表蒸发水汽的同位素值。(3)喀什噶尔绿洲5～9月局地水汽再循环率平均值在20.8%～33.8%之间,其中植物蒸腾贡献率平均值在12.3%～32.3%之间,地表蒸发贡献率平均值在1.1%～8.6%之间,植物蒸腾对降水的贡献率大于地表蒸发的贡献率。局地水汽再循环率存在明显的季节变化,5～9月蒸腾贡献率和蒸发贡献率均呈现出先下降再上升的趋势。对比不同算法对局地水汽再循环率的影响,发现基于云下二次蒸发校正比基于非平衡分馏校正计算的局地水汽再循环率低。 |
| 中文关键词 | 降水同位素 ; 水汽再循环 ; 三元混合模型 ; 喀什噶尔绿洲 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | P426 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/373136 |
| 作者单位 | 西北师范大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 石玉东. 基于氢氧稳定同位素的新疆喀什噶尔绿洲水汽再循环率评估[D]. 西北师范大学,2021. |
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