南亞季風(fēng)海洋型冰川區(qū)水體中穩(wěn)定同位素研究.pdf

1、南亞季風(fēng)是一個(gè)典型的海-陸-氣耦合系統(tǒng)，季風(fēng)水循環(huán)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、水循環(huán)活躍、時(shí)空變率大等特點(diǎn)。在南亞季風(fēng)氣候控制下，我國青藏高原東南部高山地區(qū)發(fā)育了眾多海洋型冰川(也稱季風(fēng)溫冰川)，這類冰川具有高消融、高積累、冰溫高、底部有滑動(dòng)、對(duì)氣候變化反應(yīng)敏感等特點(diǎn)。位于青藏高原東南緣橫斷山南端的玉龍雪山，是歐亞大陸距赤道最近的冰川區(qū)，是海洋型冰川發(fā)育最為典型的代表區(qū)之一。在本區(qū)進(jìn)行海洋型冰川冰芯研究對(duì)于認(rèn)識(shí)過去南亞季風(fēng)演化規(guī)律、揭示熱帶海洋地

2、區(qū)古氣候環(huán)境變化信息具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展?jié)摿?。但是，季風(fēng)溫冰川高消融的特點(diǎn)，使沉積后過程(特別是融水滲浸)對(duì)冰芯記錄產(chǎn)生顯著“干擾”，給本區(qū)溫冰川冰芯記錄氣候環(huán)境信息的恢復(fù)增加了困難。水體穩(wěn)定同位素示蹤法是研究水循環(huán)過程的一種有力工具，同時(shí)穩(wěn)定同位素也是冰芯研究中的一項(xiàng)重要指標(biāo)。本文選擇南亞季風(fēng)海洋型冰川區(qū)水體中穩(wěn)定同位素進(jìn)行研究，意義在于：系統(tǒng)揭示南亞季風(fēng)區(qū)水體中穩(wěn)定同位素系統(tǒng)的復(fù)雜變化過程，有助于南亞季風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其水循環(huán)過程理解，

3、為高消融季風(fēng)海洋型冰川區(qū)冰芯的深入開展奠定基礎(chǔ)。 本文根據(jù)南亞季風(fēng)區(qū)主要IAEA/WMO站點(diǎn)降水中穩(wěn)定同位素資料、玉龍雪山白水l號(hào)冰川區(qū)不同水體中穩(wěn)定同位素觀測(cè)資料以及白水l號(hào)冰川區(qū)183米天然冰雪斷面(類似冰芯)資料，深入研究南亞季風(fēng)區(qū)降水中穩(wěn)定同位素系統(tǒng)的變化及其影響因素、季風(fēng)水汽來源示蹤、沉積后過程對(duì)季風(fēng)海洋型冰川系統(tǒng)內(nèi)穩(wěn)定同位素比率的影響以及季風(fēng)溫冰川冰芯穩(wěn)定同位素記錄。通過以上研究得出如下結(jié)論： (1)首次分析

4、了西南季風(fēng)區(qū)降水中穩(wěn)定同位素比率與高空大氣風(fēng)速之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)兩者之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系，在西南季風(fēng)區(qū)除溫度和降水量外，高空風(fēng)速也是影響季風(fēng)降水中δ18O變化的一個(gè)主要因子。同時(shí)研究了季風(fēng)區(qū)降水再循環(huán)過程對(duì)降水中穩(wěn)定同位素比率的影響，發(fā)現(xiàn)季風(fēng)降水的再循環(huán)過程對(duì)季風(fēng)非活躍期以及季風(fēng)末期降水中穩(wěn)定同位素比率具有顯著的影響。另外，對(duì)季風(fēng)區(qū)降水中穩(wěn)定同位素所特有的“降水量效應(yīng)”進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)沿季風(fēng)水汽輸送通道上(從沿海向內(nèi)陸)“降水量效應(yīng)”

5、的強(qiáng)度具有顯著的增加趨勢(shì)。以上研究結(jié)果有助于加深我們對(duì)季風(fēng)區(qū)降水中穩(wěn)定同位素系統(tǒng)變化的認(rèn)識(shí)和了解。 (2)利用大尺度NCEP／NCAR再分析資料和南亞季風(fēng)區(qū)典型IAEA／WMO站點(diǎn)降水中穩(wěn)定同位素觀測(cè)資料，根據(jù)降水中過量氘水汽示蹤原理以及穩(wěn)定同位素瑞利分餾規(guī)律對(duì)季風(fēng)水汽來源進(jìn)行了示蹤：證實(shí)了利用水汽源區(qū)相對(duì)濕度變化與降水中過量氘之間的關(guān)系進(jìn)行季風(fēng)水汽來源示蹤的可行性；根據(jù)穩(wěn)定同位素瑞利分餾模型，利用季風(fēng)區(qū)可降水量與源區(qū)可降水量的

6、比率與季風(fēng)降水中δ18O之間的關(guān)系，提出了一種確定季風(fēng)水汽來源的新方法。以上研究結(jié)果對(duì)于季風(fēng)水汽來源的示蹤研究具有重要意義。 (3)根據(jù)玉龍雪山白水l號(hào)冰川區(qū)不同水體中穩(wěn)定同位素資料，全面分析沉積后過程對(duì)冰川區(qū)不同水體中穩(wěn)定同位素比率的影響。主要結(jié)論如下：1)沉積后過程對(duì)冰川區(qū)不同水體中穩(wěn)定同位素“高度效應(yīng)”產(chǎn)生顯著的影響，使海洋型冰川區(qū)水體中穩(wěn)定同位素“高度效應(yīng)”的強(qiáng)度顯著增強(qiáng)；2)沉積后過程對(duì)海洋型冰川區(qū)不同水體中穩(wěn)定同位素

7、比率的影響程度存在顯著的季節(jié)差異，即夏季海洋型冰川區(qū)不同水體中穩(wěn)定同位素“高度效應(yīng)”的強(qiáng)度顯著大于冬季；3)不論是冬季還是夏季，從表面積雪到融水再到由融水補(bǔ)給的河流，δ180垂直變化梯度依次增大，體現(xiàn)了沉積后過程對(duì)海洋型冰川區(qū)同位素記錄的影響具有空間差異性。 (4)根據(jù)2004年7月玉龍雪山白水1號(hào)冰川區(qū)一個(gè)18．3米天然冰雪斷面資料，討論分析了海洋型冰川區(qū)冰芯定年問題，并對(duì)剖面6180記錄的保存及其所記錄的氣候環(huán)境信息進(jìn)行了研