借助于激光液态水/水汽同位素分析仪，中国科学院地球环境研究所极端气候事件及影响团队针对黄土高原降水同位素云下蒸发问题和降水同位素“温度效应”问题开展研究，取得最新研究进展，近日该研究成果发表于Atmospheric Chemistry and Physics和Journal of Hydrology.

降水氢氧同位素可灵敏的响应环境变化，并记载着水循环的整个历史信息，其稳定同位素的含量差异反映了其形成过程中水汽来源、交换及传输等物理特征，因此被作为水文气候示踪指标，广泛应用于古气候重建和水循环研究。近地表水汽是降水的重要组成部分之一，然而，目前对于近地表水汽和降水之间联系的认识还较为缺乏，这影响了我们利用水汽氢氧同位素对降水氢氧同位素及环境变化开展相关研究的讨论。

团队利用降水/水汽同位素同步耦合观测，结果显示云下蒸发是造成西安地区降水氢氧同位素组成改变的主要云下过程；而在降雪事件中，雪水氢氧同位素组成受云下蒸发作用较小。同时，通过对比两种定量计算云下蒸发强度的方法，发现两种方法均可以用于云下蒸发比例的计算，其中降水—水汽同位素耦合观测结果相较于以往传统的物理模型的方法，该方法还能够识别其他云下过程，如雨滴的超饱和分馏。

西安降水/水汽同位素组成差值的ΔdΔδ图。

此外，研究团队通过2016-2018连续3年在西安同步观测降水和水汽同位素组成，结合Rayleigh分馏模型，判断了西安地区东亚夏季风和西风交替时间，确立了该地区降水同位素“温度效应”的适用条件。结果显示，东亚夏季风一般在5月底或6月初登陆西安，在10月初后撤，随后西风占主导；西安地区降水同位素在非季风时段具有更强的温度效应；而在季风时段，温度效应较弱；因此，研究者提出，温度效应在水汽来源复杂的黄土高原地区使用需遵循两个前提条件：1.水汽来源较为单一的时段；2.研究区具有较大的温度梯度。

2016-2018年西安水汽同位素、温度、湿度小时分辨率变化。（图片均由论文课题组提供）

相关论文信息：

https://doi.org/10.5194/acp-23-9123-2023

https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2023.129827