台风“杜鹃”降水δ18O的云雨区效应初探

我国东南地区台风降水显著,但对这种强降水事件中的稳定同位素研究较少,限制了对短时间极端降水稳定同位素变化过程和影响因素的认识。论文根据2015年9月28日至29日第21号台风“杜鹃”两次登陆（台湾宜兰、福建莆田）前后台北、福州两地气象数据和降水稳定同位素数据,分析了此次台风的降水稳定同位素变化特征及影响因素。台风期间,两地降水δ¹⁸O波动范围为-3.4‰~-15.0‰,变化幅度达11.6‰。台风前端和尾端两地降水同位素值相对偏正,平均值为-4‰~-6‰而台风中端两地降水同位素值极其偏负,平均值分别为-12.4‰和 -13.2‰。台风前端与尾端降水同位素值偏正,水汽受蒸发效应影响明显;而台风中端降水δ¹⁸O值极端偏负主要受“云雨区效应”的影响,即云雨区气流急剧上升,水汽在过饱和环境中快速凝结降落,受动力分馏作用小,降水δ¹⁸O极端偏负。结合降水δ¹⁸O变化特征、过量氘及模拟水汽轨迹,得到台风“杜鹃”降水主要的水汽来源为西太平洋海域。     

粤西云浮市大气降水δ~(18)O与水汽来源的关系

2005-04-05～2006-04-01期间在粤西云浮市采集了59次具有显著天气过程的大气降水样品, 并进行了稳定氧同位素测试, 结果显示此期间云浮市大气降水中δ18O值波动于-12.47‰～-0.18‰之间, 平均值为-4.91‰; 夏秋季(5～9月)的δ18O值相对偏低, 多数在-10.00‰～-5.00‰, 平均-6.30‰; 冬春季(11月～次年4月)的δ18O值相对偏高, 多数在-3.00‰～-1.00‰, 平均-2.20‰. 这些δ18O值与它们相应的气温、水汽压(e)呈较为显著负相关, 相关系数(R)均达-0.60, 而与降水量的负相关性较差, 相关系数(R)为-0.33. 与大致同时期的广州降水中δ18O月平均值相比, 云浮降水中δ18O呈相对低值, 可能与云浮市受到了较强的西南季风叠加影响有关. 后推气流轨迹的结果表明, 这些大气降水δ18O值在前汛期(4～6月)、后汛期(7～9月)和非汛期(10月～次年4月)中的变化很大程度上受不同水汽来源决定, 表明降水δ18O值在一定程度上具有指示水汽来源的作用: δ18O值偏高的大气降水其水汽可能主要来源于西太平洋的副热带海区(包括我国南海海域)的变性热带太平洋暖气团; 而δ18O值偏低的大气降水其水汽则来源于印度洋和孟加拉湾的变性热带海洋气团.     

河西走廊中部大气降水δ~(18)O变化特征及水汽输送

河西走廊中部地区气候条件特殊,小循环过程独特复杂,因而应用降水等各种水体中的氢氧稳定同位素信息来明晰水循环特征,成为近年较为常用的方法.利用GNIP张掖站点大气降水稳定同位素资料和NCEP/NCAR再分析资料,通过研究张掖站11年大气降水的氢氧稳定同位素组成,建立了张掖局地大气降水线方程,结合西水、莺落峡、平川、正义峡4个辅助站点资料,分析了河西走廊中部地区氢氧稳定同位素的时间变化规律,并建立水汽输送模式.结果表明,除西水外,其余站点区域大气降水线方程的斜率与截距均低于全球和中国大气水线,说明河西走廊中部地区降水主要来源于大尺度水汽循环,局地蒸发较为强烈且降水过程中张掖站点的蒸发作用强于其他站点.河西走廊中部地区大气降水中δ18O与温度、水汽压之间呈现较为显著的正相关关系;在全年尺度下,降水量效应不明显;由于干旱区降水主要集中在气温较高的月份,在暖季,温度效应掩盖了降水量效应,使得降水量效应无法体现.对过量氘和水汽输送的研究表明,西风带的水汽输送为河西走廊中部地区提供了基本的水汽来源,西风带季节变化对其水汽输送通量散度和d值季节变化有直接的作用.从d值的变化来看,河西走廊中部具有明显的季节变化特征,暖季d值明显小于冷季,且呈现一种先降后升的变化趋势;从数值来看,暖季d值小于10‰的次数多于d值大于10‰的次数,冷季d值大于10‰的次数多于d值小于10‰的次数,说明冷季水汽在运行过程中受到地表水汽补给的作用明显.     

δ~(15)N和δ~(18)O指标识别环境中N_2O生成机理

δ15N和δ18O指标在识别环境N2 O生成机理中具有重要的作用。本文主要讨论δ15N指标在识别海洋、土壤和污染水体N2 O生成机理中的作用 ;分析硝化和反硝化作用引起的同位素分馏特征 ;并对δ18O指标的应用进行了探讨。     

基于δ~(15)N和δ~(18)O的农业区地下河硝酸盐污染来源

为研究岩溶区农业活动为主导的地下河流域硝酸盐污染来源,于2017年5~10月每24d左右对重庆青木关流域6个采样点进行监测,利用15N和18O同位素技术对示踪硝酸盐来源进行解译,应用IsoSource模型计算出不同端元硝酸盐的贡献率。结果表明:(1)青木关农业区地下河系统存在较大的硝酸盐污染风险,大部分采样点出现不同程度NO3--N浓度超标现象。(2)空间上,青木关地下河中NO3--N浓度整体呈现由上游向下游升高的趋势。时间上,上游鱼塘和岩口落水洞以及下游姜家泉样点NO3--N浓度在5~6月因受农业施肥的影响,均呈上升趋势,6~9月受降水影响而出现不同程度升高或降低,9月之后随着农业活动减少而逐渐降低;中游土壤点NO3--N浓度保持较高值;中下游大鹿池NO3--N浓度较低且变幅不大。(3)通过硝酸盐15N和18O同位素分析,表明上游鱼塘和岩口落水洞的硝酸盐源于土壤有机氮、动物粪便及污废水混合;中游土壤点硝酸盐源于土壤有机氮、降水和肥料中NH4+;中下游大鹿池中硝酸盐来源于动物粪便及污废水、土壤有机氮、降水和肥料中NH4+的混合作用。地下河出口处姜家泉硝酸盐污染严重,其源于土壤有机氮、降水和肥料中NH4+、动物粪便及污废水、大气沉降的综合作用。(4)基于IsoSource模型对地下河出口处硝酸盐来源进行定量分析,发现动物粪便及污废水贡献率占46.4%,土壤有机氮占32.6%,降水与肥料中NH4+占18.6%,大气沉降仅占2.4%。     

中国大气降水δ~(18)O区域特征及其对古气候研究的意义

系统地收集和分析IAEA/WMO数据库GNIP/ISOHIS与文献报道的中国及周边大气降水和石笋的δ18O等数据,发现大气降水δ18O值和降水量效应在大尺度上均与前人研究结果相似,但在小尺度上具有显著的区域性特征:以塔里木盆地、鄂尔多斯盆地和潢川-合肥盆地等为中心的区域大气降水δ18O值明显高于其它地区,而以拉萨和川-滇-黔为中心的区域明显低于其它地区;在川-滇-黔三省交界地区和湖南中东部分别出现了强和弱降水量效应。大气降水出现δ18O较高值或降低值的主要原因可能与当地蒸发和季风等因子控制的水汽来源特征有关;而降水量效应的区域性特征可能与水汽来源结构变化密切相关。对区域上的大气降水和石笋δ18O进行比较分析表明,以单一水汽来源为主的地区,石笋δ18O值能较好地反映太阳辐射强度或季风强度;两种水汽来源强度相当的地区,石笋δ18O值反映的是两种水汽来源的综合信息;在太阳辐射强度变化对不同水汽影响差异性明确之前很难直接解析为太阳辐射或季风强度信息。     

安图红松树轮稳定δ~(13)C、δ~(18)O序列记录的气候变化信息

测定了安图红松树轮稳定碳、氧同位素组成。选取与安图县毗邻的敦化市气象记录 ,分析了气象记录与树轮稳定碳、氧同位素的相关关系 ,发现红松树轮碳、氧同位素对气候变化均有显著的响应。合成了复合温湿指标 (TH) ,相关分析表明树轮碳、氧同位素对复合温湿指标的响应更加灵敏 ,而且碳同位素和氧同位素均对 5～ 8月的平均复合温湿指标有显著的响应。建立了碳、氧同位素对气候因子的响应函数 ,重建了安图地区近 2 0 0年来的气候变化。功率谱分析发现碳、氧同位素组成在 95 %的置信水平上存有准 2 0 0年、准 11年、准 4年和准 2年的变化周期。前两个周期变化基本上与太阳活动周期变化一致 ,后两个周期分别对应于“厄尔尼诺现象”和东亚夏季风的“准 2年振荡”。     

台风"玛莉亚"期间福州、将乐降水δ18O变化特征及影响因素

基于2018年第8号台风"玛莉亚"登陆前后福州、将乐两地小时分辨率的降水同位素数据,结合气象资料,分析了此次台风期间两地的降水δ18O变化特征及影响因素.台风"玛莉亚"影响期间,福州降水δ18O值变化范围为-2.72‰ —-10.52‰,振幅达7.80‰,平均值为-8.42‰,呈现倒U型的三阶段变化特征,阶段1、3降水δ18O值相对偏正,受蒸发效应影响显著;阶段2降水δ18O值显著偏负,平均值为-8.95‰,远低于福州夏季多年降水δ18O平均值-6.53‰.将乐降水δ18O值变化范围为-1.70‰ —-11.93‰,振幅为10.23‰,平均值为-10.06‰,呈现"厂"字型的两阶段变化特征,阶段1降水δ18O值相对偏正,变化范围为-1.70‰ —-7.54‰;阶段2降水δ18O值显著偏负,平均值为-10.66‰.台风期间,两地阶段2的降水δ18O值受"云雨区效应"的影响显著偏负.随着台风登陆并向内陆移动,受同位素瑞利分馏及地形的影响,内陆将乐δ18O值进一步偏负.水汽输送通量分析表明,此次台风影响期间水汽主要来源于西北太平洋、印度洋和南海通道.     

岩浆对围岩的同化作用对岩浆岩~(18)O/~(16)O和~(87)Sr/~(86)Sr系统的影响

<正> 最近几年许多工作者发现火成岩全岩样品中δ~(18)O与~(87)Sr/~(86)Sr初始值之间存在正相关关系。其中有些关系已综合于图1中。这些关系的重要性在于,地球上这两个同位素系统中的变化是由完全不同的机理所造成的。岩石变得富~(87)Sr是由于加入了由~(87)Rb衰变产生的放射成因锶;主要富集~(87)Sr的储藏库是古老的大陆岩石或由此衍生的沉积物。大陆或洋壳的沉积岩富含     

金堆城超大型钼矿床水-岩δD-δ~(18)O同位素交换体系理论模型及成矿流体来源

基于水-岩δD-δ18O同位素交换体系理论模型的建立和计算，对金堆城超大型斑岩钼矿四个不同成矿期中成矿流体的演化和来源进行了研究，发现在成矿前期和早期，成矿流体为岩浆水与围岩在较低水／岩比值（0．1W／R＞0．001）和中、高温（t=250～500℃）条件下反应后的残余流体，而主成矿期和成矿晚期的成矿流作为大气降水在相对较高水／岩比值（0．5＞W／R0．1）和中、低温（t＝150～310℃）条件下与围岩反应后的残留流体。大气降水在金堆城钼矿成矿过程中起了重要作用。在主成矿期水／岩比值达到最高。     

罗加兰杂岩体(挪威西南部)的斜长岩及其有关岩石的~(18)O/~(16)O比值

<正> 南罗加兰杂岩内体由侵位于变粒岩相变质岩的几个斜长岩侵入体组成。斜长岩及其有关的苏长岩、纹二苏长岩(jotunites)的δ~(18)O值为5.2—7‰,说明这些岩石为地幔成因,这与锶同位素证据一致。与斜长岩伴生的酸性岩(大部分是紫苏花岗岩),具有类似的δ~(18)O值,因而推测这两类岩石为同岩浆关系。它们与     

对“地幔包体中可能的非平衡氧同位素效应——一种代替Kyser-O'Neil-Carmichael ~(18)O/~(16)O地温计的方法”一文的答复

对Gregory和Taylor所提出的非平衡解释的论据逐一进行了讨论 ,同时指出了平衡解释的弱点。     

利用潮间藤壸的Mg、Sr、~(18)O/~(16)O和~(13)C/~(12)C变化作为古环境指标的评价

分析了南非海岸周围8个地点的潮间藤壸Tetraclita serrata Darwin组合贝壳样品的主量元素和少量元素含量以及碳和氧同位素比值。这些数据已用来评价利用MgCO_3含量和氧同位素分馏建立的藤壶温标。业已发现,由δ~(18)O值求出的海水温度精确到所计算出的藤壶采样点年平均表层海水温度的±1℃以内,因而此由MgCO_3含量估算出的温度更可靠。对MgCO_3在藤壶贝壳剖面中分布情况的详细研究表明,这种成分在该剖面呈不规则变化,特别是向贝壳外缘MgCO_3含量明显增高。这归因于贝壳在潮间带交替地出露和淹没期间其外表面发生的溶解和沉淀效应。碳同位素值与年平均表层海水温度间的负相关关系不明显,因而这种负相关关系不能用作古温度计。业已查明,从南非海岸各采样点采集的T.serrata样品的Sr含量是始终一样的。据文献报道,世界其他地区的藤壸也具有类似的成分特征。所有潮间藤壸的平均Sr/Ca比值约为8.3‰。这一比值的始终一致性表明,沉积物中保存的未蚀变藤壶贝壳的Sr含量可用来估计海洋的Sr含量。     

大陆溢流玄武岩系中~(87)Sr/~(86)Sr初始比值、δ~(18)O和SiO_2的相关性:混染作用与蚀变作用

大陆溢流玄武岩系所呈现的δ~(18)O、~(87)Sr/~(86)Sr初始比值(R_0)和SiO_2三者之间的正相关关系,通常归因于地壳的混染作用。在已经经历了偶合的同化-分离结晶作用(在这一过程中花岗质陆壳是混染物)的大陆溢流玄武岩中,R_0反映混染作用的程度,并且与反映分异程度的 SiO_2呈正相关关系。由于火山岩富集~(18)O的能力部分地取决于其含硅量,因此喷发后发生的蚀变作用会使具一定SiO_2含量范围的一个岩系中呈现出SiO_2与δ~(18)O的正相关关系。所以,经历了同化-分离结晶作用,又遭受喷发后蚀变作用的岩系,可能呈现出δ~(18)O、SiO_2和R_0三者之间的正相关关系。于是,由这些岩系的δ~(18)O数据可能会得出高度混染的错误认识。     

地幔包体中可能的非平衡氧同位素效应—一种代替 Kyser-O’Neil-Carmichael~(18)O/~(16)O 地温计的方法

<正> 引言Kyser等(1981,1982)最近在其两篇文章中提出,超镁铁岩δ~(18)O的变化比以往所认为的要大得多,也比月球的要大得多。这明显地扩大了我们对地幔中~(18)O/~(16)O变化的认识范围。基于上述资料并假定Ca-Mg元素分配地温计对这些地幔包体中的矿物组合是有效的,Kyser等(1981)建立了辉石-橄榄石地温计:T(℃)=1.151-173Δ-68△~2。     

小兴安岭过去5000年的泥炭δ~(13)C记录

小兴安岭植物体中δ13C不仅受区域湿度变化控制,也受温度变化控制。泥炭纤维素的δ13C曲线,较好地响应了小兴安岭地区过去5000年来气候,特别是温度和湿度的演变过程。5.1～3.0kaBP、3.0～1.8kaBP、1.8kaBP迄今,小兴安岭经历了3个千年尺度的气候波动,气候演变过程为温暖湿润→温凉较湿→冷凉较湿。在千年尺度的气候波动上,又叠加着百年尺度的气候变化,在3.0kaBP以来更为显著。相应的,泥炭发育也经历了从富营养、中营养到贫营养阶段。     

昆明大气降水中~3H,~(14)C含量监测

对大气降水中~3H,~(14)C放射性同位素含量的测量分析,是了解环境放射性质量及污染,特别是对大气层核污染进行监测的有效手段和项目。同时,它也是水环境尤其是对地下水污染来源、转移和污染趋势预测的一种有用的参考指标。除环境科学外,还对气象,水文、地质,水     

非传统稳定同位素锶(δ~(88/86)Sr)的地球化学研究进展

锶有4个稳定同位素:84Sr、86Sr、87Sr和88Sr。但其中的非传统稳定同位素(δ88/86Sr)成为近年来国际同位素地球化学领域的研究热点。本文根据国际众多学者的研究,阐述了大多数实验室新近采用双稀释剂和TIMS方法来获得高精度δ88/86Sr数据的原理,并综述自然界δ88/86Sr变化,列出一些影响锶同位素分馏的因素。综合讨论其在地质方面的应用:(1)根据冷水珊瑚稳定锶同位素重建古海洋温度;(2)联立87Sr/86Sr和δ88/86Sr来研究海洋中锶的地球化学循环;(3)利用骨骼中的锶稳定同位素研究古营养学。     

不同岩溶环境条件下岩溶地下水中δ~(13)C_(DIC)特征

岩溶地下水的δ13 CDIC值主要是受土壤碳库和碳酸盐岩碳库的δ13 C所制约。本研究选取两个气候条件完全不同的南方广西桂林、北方山西汾阳为对比研究对象,通过取样测试分析两个地区岩溶地下水的δ13 CDIC值,发现北方汾阳岩溶地下水的δ13 CDIC范围为-7.53‰～-12.25‰,平均为-9.84‰;南方桂林岩溶泉水的δ13 CDIC范围为-9.22‰～-15.99‰,平均为-13.06‰;北方岩溶水比南方偏重3.22‰。结合两个地区所处的气候环境条件分析,北方暖温带干旱半干旱大陆性季风区,C4植被发育,C3/C4比例低,土壤碳库的δ13 C重;南方亚热带湿润季风区C3植被发育,C3/C4比例高,土壤碳库的δ13 C轻。因此气候条件不同引起生态条件的差异而造成南北方地下水δ13 CDIC的不同。这为利用同位素方法研究地下水对气候条件变化的响应提供了理论依据。     

印度南部热带泥炭中反映晚第四纪气候变化的δ~(13)C记录(摘要)

业已发现土壤或湖泊沉积物中碳的稳定同位素比值和泥炭的稳定氢、氧同位素比值能够反映过去湿度的变化，因而能提供有价值的古气候记录。以前这种技术对泥炭的应用局限于温带地区，主要是因为热带气候变化不显著，使得很难解析这些变化。我们在这里提供印度南部尼尔吉里丘陵地区泥炭的8‘吃记录，其跨度为过去的20ha。因为该地区海拔高（＞2000m），所以有可能解析出清晰的气候信号。我们观测到众所周知的关键气候变迁，它们出现在最近的冰川极盛期（18ha前）和随后的冰消期。此外，我们还观测到一个6～3．5ha前出现的干旱期和一个约600年前…