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唐古拉山12年观测揭示云下蒸发对降水同位素的关键影响 |
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近日,中国科学院西北生态环境资源研究院与成都山地灾害与环境研究所联合团队在青藏高原唐古拉山地区取得重要科研突破。研究团队依托12年连续观测数据,首次量化揭示了云下蒸发对降水稳定同位素组成的显著影响,填补了青藏高原腹地该领域长期观测研究的空白。相关论文发表于《水文学报》。
青藏高原被誉为“亚洲水塔”,其降水稳定同位素是解析区域及全球水循环的核心指标,也是古气候重建的重要依据。然而,高原气候干旱、空气湿度低,降水在降落过程中受云下蒸发影响显著,导致同位素组成发生改变,进而影响水循环示踪与古气候研究的准确性。尤其在气候过渡带唐古拉山地区,高海拔恶劣环境导致长期观测数据稀缺,制约了对高海拔水循环机制的深入认知。
为破解这一难题,联合团队依托唐古拉山冰冻圈与环境野外科学观测研究站,在中段布设了多海拔降水同位素观测站点,系统采集降水样品及配套气象数据。研究团队采用斯图尔特模型模拟云下蒸发过程,结合多站点对比分析与自主构建的同位素分馏模型,首次量化了云下蒸发对降水稳定同位素的影响程度,并揭示了其关键驱动因子及作用机制。
研究表明,云下蒸发使降水稳定同位素组成显著偏正,氘盈余显著降低,且影响程度存在明显的季节与天气差异。在干旱季节及低湿度条件下,这一效应尤为突出,远超此前预期。进一步分析发现,降水强度是调控云下蒸发效应的核心因子——小雨事件中同位素偏正程度显著强于中大雨,而温度、相对湿度与降水强度共同构成了云下蒸发的核心驱动机制。
该成果首次填补了青藏高原腹地云下蒸发长期观测研究的空白,深化了全球变暖背景下高海拔水文循环响应机制的认知。研究团队指出,明晰云下蒸发对降水落地量的影响,可为“亚洲水塔”水资源评估与管理提供关键科学依据,并为评估未来气候变化对青藏高原水循环的影响提供新视角。
西北研究院何晓波副研究员作为第一作者表示:“青藏高原正经历‘变暖变湿’的显著变化,但高海拔环境长期制约着观测与研究。我们的工作通过多海拔、长时序数据,揭示了云下蒸发这一‘隐形推手’的作用机制,未来将进一步拓展观测网络,开展更长时间尺度研究,持续解析青藏高原水循环对全球变化的响应。”
相关论文链:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022169425016403
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