青藏高原南部冰芯穩定同位素記錄的氣候解釋一直存在爭議。準確地理解降水穩定同位素變化過程是揭示冰芯穩定同位素記錄氣候意義的基礎。隨著對西風和季風兩大環流對青藏高原水汽傳輸認識的逐步深入，急切需要進一步深入認識其對青藏高原降水和冰芯穩定同位素的影響過程和機制。
近日，中國科學院青藏高原地球科學卓越創新中心副研究員高晶及其合作者對青藏高原南部地區現代降水和冰芯穩定同位素的變化過程和機制進行了研究（圖1）。通過利用青藏高原南部拉薩站點2005-2007年事件降水δ18O同位素觀測結果，結合TES衛星反演水汽δD數據和LMDZ-iso(AGCMs)模型模擬結果，他們對高原南部拉薩降水和水汽穩定同位素季節內變化影響過程進行了分析。研究結果表明，高原南部拉薩降水穩定同位素季節內變化與傳輸路徑上的印度北部對流活動密切相關，而本地對流活動和降雨量影響甚微。其影響過程如圖2所示：當印度洋水汽傳輸到印度北部地區時，該地區強烈對流活動通過不飽和下沉運動貧化低層水汽，同時加濕低層大氣；當水汽傳輸至喜馬拉雅山南坡時，由于強大的地形阻礙，水汽抬升凝結成雨，穩定同位素通過瑞利過程進一步貧化，越濕的大氣其水汽貧化程度越強。經歷了上述貧化過程的水汽傳輸至高原南部形成降雨。
同時，他們通過利用青藏高原南部的寧金崗桑冰芯中穩定氧同位素年數據和臨近氣象站觀測數據及NCEP再分析數據，結合LMDZ-iso(AGCMs)模型模擬結果，揭示出該冰芯穩定氧同位素在1970年代末的突然減小是主要受控于區域大尺度環流（西風和印度季風）改變和氣溫影響。分析結果表明PDO、ENSO等大尺度模式的改變對十年際尺度寧金崗桑穩定氧同位素的變化有重要影響。這與季節內尺度青藏高原南部降水穩定氧同位素的控制因素有明顯差異。
以上研究成果已發表于Journal of Geophysical Research-Atmospheres和Climate Dynamics。
Gao, J., C. Risi, V. Masson-Delmotte, Y. He, and B. Xu (2015), Southern Tibetan Plateau ice core δ18O reflects abrupt shifts in atmospheric circulation in the late 1970s, Clim Dyn, 1-12, doi:10.1007/s00382-015-2584-3.
He, Y., C. Risi, J. Gao, et al. (2015), Impact of atmospheric convection on south Tibet summer precipitation isotopologue composition using a combination of in situ measurements, satellite data, and atmospheric general circulation modeling, Journal of Geophysical Research: Atmospheres, doi:10.1002/2014JD022180.
圖1 研究點位置和青藏高原水汽傳輸示意圖
圖2 印度北部對流活動影響高原南部降水穩定同位素的過程示意圖
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