石筍中的降水氧同位素記錄是重建歷史氣候變化的重要支撐。在東亞季風區,這些記錄揭示了水汽源到洞穴點的廣泛區域降水在長時間尺度上的變化,進而映射出季風強度的變化。然而,在短時間尺度上,降水氧同位素的變化受到上游對流、水汽源地、局地降雨量和降水的季節性等復雜因素的影響。而對于這些影響的解釋存在爭議。在北方地區,氣候更加偏向大陸性,降水氧同位素呈現出與南方季風區不同的季節特征。水汽來源是否以及如何影響該地區降水氧同位素尚不清楚。
近期,中國科學院地球環境研究所極端氣候事件及影響團隊譚亮成課題組,聯合瑞典斯德哥爾摩大學教授張瓊、美國加利福尼亞州立大學教授Ashish
Sinha等,使用大氣環流模型CAM3,嵌入水汽標記和穩定水同位素模塊,定量分析了不同水汽來源對北方降水氧同位素季節-年代際變化的影響。研究顯示:在非季風期,中國北方降水氧同位素主要受溫度效應的影響,而在季風期,降水氧同位素則反映了大尺度大氣環流變化受水汽源與上游對流動態相互作用的影響;局地(北方)再循環水汽與其他陸地水汽對北方降水的貢獻超過60%,但對降水氧同位素影響有限,表明這一地區大部分再循環水汽可能來源于植物蒸騰而非蒸發;太平洋、北印度洋水汽是影響夏季降水氧同位素變化的主要海洋性水汽來源;年代際尺度上,太平洋年代際濤動通過調控印度洋和北太平洋水汽的相對貢獻率進而影響夏季降水氧同位素組成,而局地降雨量受到大尺度環流影響,并受到當地內循環水汽的影響,且與降水氧同位素呈現出反相位變化。
相關研究成果在線發表在npj
Climate and Atmospheric Science上。研究工作得到國家自然科學基金委員會、中國科學院和瑞典研究理事會等的支持。