北京连续降水水汽输送差异的同位素示踪

宋献方; 唐瑜; 张应华; 马英; 韩冬梅; 卜红梅; 杨丽虎; 刘飞

doi:10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.002

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北京连续降水水汽输送差异的同位素示踪

宋献方, 唐瑜, 张应华, 马英, 韩冬梅, 卜红梅, 杨丽虎, 刘飞

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宋献方, 唐瑜, 张应华, 马英, 韩冬梅, 卜红梅, 杨丽虎, 刘飞. 北京连续降水水汽输送差异的同位素示踪[J]. 水科学进展, 2017, 28(4): 488-495. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.002

引用本文:

SONG Xianfang, TANG Yu, ZHANG Yinghua, MA Ying, HAN Dongmei, BU Hongmei, YANG Lihu, LIU Fei. Using stable isotopes to study vapor transport of continuous precipitation in Beijing[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(4): 488-495. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.002

Citation:

SONG Xianfang, TANG Yu, ZHANG Yinghua, MA Ying, HAN Dongmei, BU Hongmei, YANG Lihu, LIU Fei. Using stable isotopes to study vapor transport of continuous precipitation in Beijing[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(4): 488-495. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.002

北京连续降水水汽输送差异的同位素示踪

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.002

宋献方^1,2,
唐瑜^1,3,,
张应华¹,
马英¹,
韩冬梅^1,2,
卜红梅¹,
杨丽虎¹,
刘飞¹

1.
中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室, 北京 100101;
2.
中国科学院大学资源与环境学院, 北京 100049;
3.
中国科学院大学中丹学院, 北京 100190

基金项目: 中国科学院地理科学与资源研究所"一三五"战略科技计划项目（2012ZD003）

详细信息

作者简介:
宋献方(1965-),男,河北沙河人,研究员,博士,主要从事流域水循环与水环境、环境同位素水文学、水文地质等方面研究。E-mail:songxf@igsnrr.ac.cn

通讯作者:
唐瑜,E-mail:tangy.14s@igsnrr.ac.cn

中图分类号: P426.61

Using stable isotopes to study vapor transport of continuous precipitation in Beijing

1.
Key Laboratory of Water Cycle and Related Surface Processes, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China;
2.
College of Resources and Environment, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;
3.
Sino-Danish Center for Education and Research, Beijing 100190, China

摘要: 为了探讨连续降水过程中水汽输送的变化，应用NCEP/NCAR资料、HYSPLIT后向轨迹模拟及降水稳定同位素资料对北京22场连续降水的水汽输送差异进行了研究。结果表明：连续降水的水汽输送可分为西向水汽输送、远洋水汽输送、近海水汽输送、远源大陆水汽输送和局地大陆水汽输送5种类型，并以近海水汽输送和西向水汽输送为主（降水量占比60.8%）。不同水汽输送类型下降水δ¹⁸O的差异主要受水汽源区同位素富集程度及水汽输送途中降水过程的影响，降水氘盈余的变化反映出二次蒸发的影响及水汽源区大气相对湿度的差异。14场连续降水的水汽输送类型发生了变化，且降水δ¹⁸O值的变化能够较好地指示水汽输送类型的变化。该结果说明降水同位素特征能够为识别水汽输送类型提供有效信息。
- 降水 /
- 水汽输送 /
- 同位素 /
- HYSPLIT模型 /
- 北京
Abstract: To study changes in water vapor transport during continuous precipitation, stable isotope data, NCEP/NCAR data and Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory (HYSPLIT) backward trajectory results during 22 continuous precipitation events in Beijing are analyzed. The results indicate that there are five different vapor transport types for the 22 continuous precipitations:westerly vapor transport, remote oceanic vapor transport, vicinal oceanic vapor transport, remote continental vapor transport, and vicinal continental vapor transport. Vicinal oceanic vapor transport and westerly vapor transport are predominate vapor transport types, contributing to 60.8% of the total precipitation. Variations of precipitation δ¹⁸O signals in different vapor transport types are mainly caused by differences in isotopic components in the source regions and the upstream rainout processes along the vapor transport pathways. Changes in deuterium excess reveal the influence of re-evaporation during precipitation and the humidity conditions in the vapor source areas. Fourteen continuous precipitation events are controlled by different vapor transport types at different stages, and the variations in precipitation δ¹⁸O indicate the changes in vapor transport types. These results show that isotope signals in precipitation can provide useful information for identifying vapor transport types.
- precipitation /
- vapor transport /
- stable isotope /
- Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model /
- Beijing

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[2]	孙博, 王会军, 周波涛, 李惠心, 朱宝艳. 中国水汽输送年际和年代际变化研究进展 . 水科学进展, 2020, 31(5): 644-653. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.05.002
[3]	张宇, 李铁键, 李家叶, 钟德钰. 西风带和南亚季风对三江源雨季水汽输送及降水的影响 . 水科学进展, 2019, 30(3): 348-358. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.03.005
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北京连续降水水汽输送差异的同位素示踪

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.002

1. 中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室, 北京 100101;

2. 中国科学院大学资源与环境学院, 北京 100049;

3. 中国科学院大学中丹学院, 北京 100190

基金项目: 中国科学院地理科学与资源研究所"一三五"战略科技计划项目（2012ZD003）

作者简介:
宋献方(1965-),男,河北沙河人,研究员,博士,主要从事流域水循环与水环境、环境同位素水文学、水文地质等方面研究。E-mail:songxf@igsnrr.ac.cn

通讯作者: 唐瑜,E-mail:tangy.14s@igsnrr.ac.cn

收稿日期: 2016-07-15
刊出日期: 2017-07-25

中图分类号: P426.61

关键词:

降水 /

水汽输送 /

同位素 /

HYSPLIT模型 /

北京

摘要: 为了探讨连续降水过程中水汽输送的变化，应用NCEP/NCAR资料、HYSPLIT后向轨迹模拟及降水稳定同位素资料对北京22场连续降水的水汽输送差异进行了研究。结果表明：连续降水的水汽输送可分为西向水汽输送、远洋水汽输送、近海水汽输送、远源大陆水汽输送和局地大陆水汽输送5种类型，并以近海水汽输送和西向水汽输送为主（降水量占比60.8%）。不同水汽输送类型下降水δ¹⁸O的差异主要受水汽源区同位素富集程度及水汽输送途中降水过程的影响，降水氘盈余的变化反映出二次蒸发的影响及水汽源区大气相对湿度的差异。14场连续降水的水汽输送类型发生了变化，且降水δ¹⁸O值的变化能够较好地指示水汽输送类型的变化。该结果说明降水同位素特征能够为识别水汽输送类型提供有效信息。

English Abstract

Using stable isotopes to study vapor transport of continuous precipitation in Beijing

1. Key Laboratory of Water Cycle and Related Surface Processes, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China;

2. College of Resources and Environment, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;

3. Sino-Danish Center for Education and Research, Beijing 100190, China

Received Date: 2016-07-15
Publish Date: 2017-07-25

Keywords:

precipitation /
vapor transport /
stable isotope /
Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model /
Beijing

Abstract: To study changes in water vapor transport during continuous precipitation, stable isotope data, NCEP/NCAR data and Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory (HYSPLIT) backward trajectory results during 22 continuous precipitation events in Beijing are analyzed. The results indicate that there are five different vapor transport types for the 22 continuous precipitations:westerly vapor transport, remote oceanic vapor transport, vicinal oceanic vapor transport, remote continental vapor transport, and vicinal continental vapor transport. Vicinal oceanic vapor transport and westerly vapor transport are predominate vapor transport types, contributing to 60.8% of the total precipitation. Variations of precipitation δ¹⁸O signals in different vapor transport types are mainly caused by differences in isotopic components in the source regions and the upstream rainout processes along the vapor transport pathways. Changes in deuterium excess reveal the influence of re-evaporation during precipitation and the humidity conditions in the vapor source areas. Fourteen continuous precipitation events are controlled by different vapor transport types at different stages, and the variations in precipitation δ¹⁸O indicate the changes in vapor transport types. These results show that isotope signals in precipitation can provide useful information for identifying vapor transport types.

引用本文:

Citation:

SONG Xianfang, TANG Yu, ZHANG Yinghua, MA Ying, HAN Dongmei, BU Hongmei, YANG Lihu, LIU Fei. Using stable isotopes to study vapor transport of continuous precipitation in Beijing[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(4): 488-495. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.002

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doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.002

作者简介: 宋献方(1965-),男,河北沙河人,研究员,博士,主要从事流域水循环与水环境、环境同位素水文学、水文地质等方面研究。E-mail:songxf@igsnrr.ac.cn

通讯作者: 唐瑜,E-mail:tangy.14s@igsnrr.ac.cn

Using stable isotopes to study vapor transport of continuous precipitation in Beijing

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出版历程

北京连续降水水汽输送差异的同位素示踪

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.002

1. 中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室, 北京 100101; 2. 中国科学院大学资源与环境学院, 北京 100049; 3. 中国科学院大学中丹学院, 北京 100190

作者简介: 宋献方(1965-),男,河北沙河人,研究员,博士,主要从事流域水循环与水环境、环境同位素水文学、水文地质等方面研究。E-mail:songxf@igsnrr.ac.cn

通讯作者: 唐瑜,E-mail:tangy.14s@igsnrr.ac.cn

English Abstract

Using stable isotopes to study vapor transport of continuous precipitation in Beijing

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作者简介:
宋献方(1965-),男,河北沙河人,研究员,博士,主要从事流域水循环与水环境、环境同位素水文学、水文地质等方面研究。E-mail:songxf@igsnrr.ac.cn

通讯作者:
唐瑜,E-mail:tangy.14s@igsnrr.ac.cn

1. 中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室, 北京 100101;

2. 中国科学院大学资源与环境学院, 北京 100049;

3. 中国科学院大学中丹学院, 北京 100190

作者简介:
宋献方(1965-),男,河北沙河人,研究员,博士,主要从事流域水循环与水环境、环境同位素水文学、水文地质等方面研究。E-mail:songxf@igsnrr.ac.cn