定量探讨印度季风在喜马拉雅山南北坡爆发与撤退的具体日期：利用降水稳定同位素方法

Stable hydrogen and oxygen isotopes of summer precipitation over the Tibetan Plateau abruptly deceased due to the influences of the Indian monsoon. Hence, the variability in the dates of the Indian monsoon onset and retreat on the southern and northern slopes of the Himalayas can be determined by precipitation stable isotopes. Based on eight key stations on the southern and northern slopes of the Himalayas and eight reference stations on the adjacent regions, this project will focus on stable hydrogen and oxygen isotope variations in precipitation at the event scale. We will collect simultaneous precipitation samples at different stations, then measure stable hydrogen and oxygen isotopic compositions of all samples, analyze the impact of the moisture sources upon the variations of stable isotopes in precipitation, based on the backward trajectory model. In addition, we will reveal the temporal and spatial distribution of stable hydrogen and oxygen isotopes in precipitation, and obtain the relationships between precipitation stable isotopes and climatic information (such as air temperature, precipitation amount, etc.) and elevation factor, in combination with the LMDZ-iso simulation which is suitable for the Tibetan Plateau. In particular, this project attempts to develop criteria for understanding the onset and retreat of the Indian monsoon across the central Himalayas, using precipitation stable isotopes. It will provide a good insight for better guidance of agricultural production, tourist activities, and vegetative activities, for the dates of onset and retreat of the Indian monsoon are critical for farmers in the south of the Himalayas, tourist in the Himalayas, and herdsmen in the north. In addition, understanding the stable isotope composition of precipitation over the high and large mountainous regions is helpful to provide data set for the study of the local water cycle.

印度季风活动导致青藏高原夏季降水稳定氢氧同位素出现突变特征。因此，通过这种突变特征可以定性描述甚至定量揭示印度季风的活动规律。本项目拟以喜马拉雅山南北坡四个跨境剖面上8个核心站点和8个参考站点为平台，分别同步采集历次降水样品，测定降水稳定氢氧同位素，利用逆推空气轨迹方法，建立水汽追踪模型，分析不同水汽来源对降水稳定同位素变化的影响，并结合LMDZ-iso同位素模型模拟，揭示喜马拉雅山南北坡稳定同位素时空变化特征，建立其对气象（温度、降水量等）及海拔高度等因子的响应模式及其现代过程的分馏模式。尤其是，根据高精度的稳定同位素日变化序列，揭示其对印度季风活动的响应，从而定量探讨印度季风在喜马拉雅山南北坡爆发与撤退的具体日期。这对于该研究区域农业、旅游业及牧业的生产（或发展）都具有重要的指示意义。而且，深入了解高山地区的降水稳定氢氧同位素，可以为进一步揭示局地水循环的过程与机制提供理论基础。

本项目在喜马拉雅山南北坡广泛同步采集降水样品，测定降水稳定氢氧同位素，揭示喜马拉雅山南北坡降水稳定同位素时空变化特征及水汽来源，探讨印度季风在喜马拉雅山南北坡活动规律。受该课题资助，取得了以下研究成果：.1）揭示了喜马拉雅山南北坡降水稳定同位素的时空变化特征。通过在喜马拉雅山南坡几个大的水汽通道，从南到北分别为错那、亚东、陈塘和吉隆等固定站点降水样品的高精度采集，获得了高精度的日降水稳定同位素资料。分析发现，整体上，所有站点降水稳定同位素的日变化高度相似。发现季风爆发前、季风盛行期降水稳定同位素与气象要素的响应模式不同；阐明了季风携带的海洋性水汽从热带海洋经由喜马拉雅山南坡到北坡的输送过程及其分馏模式；尤其是，发现所有站点在季风爆发前，降水稳定同位素值均出现多次的正值现象，而且这种正值持续的时间长度可以指示季风活动爆发的时间。.2）揭示了青藏高原东南部季风爆发之前和季风撤退之后的主要水汽来源。研究发现藏东南降水稳定同位素在不同季节波动明显，指示不同的水汽来源。在西风开始向季风转变期以及季风开始向西风转变期，冬季印-缅槽和对流活动携带孟加拉湾海洋性水汽运输到青藏高原东南部，导致降水中稳定同位素会偶然突然降低。上述研究结果为冰芯和树轮等稳定同位素记录的重新解译提供了理论基础。.3）发现了季风向青藏高原北部的推进范围至少延伸了2个纬度。利用青藏高原及其周边120多个站点的资料，通过建立降水δ18O与温度相关系数空间分布场，发现相关系数空间分布场呈现明显的南北差异分布，分界线为北纬37o N一线附近，据此提出了季风水汽能推进兴都库什山-西昆仑山-东昆仑山一线以南地区及秦岭以北地区，也即与前人研究结果相比，发现季风推进范围更往北至少延伸了2个纬度。