同位素水文地质学

重庆
利用2006年5月至2007年4月期间的δD、δ18O数据，建立了当地大气降
水线方程(LMWL): δD =8.73δ18O+ 15.73，相关系数r= 0.97。

相对于全球以及中
国大气降水线斜率与截距都偏大。

这是由于该大气降水线的数据建立在次降水
的数据基础上，由于“降水量效应”（淋滤效应），即多次降水过程，同位素分
馏作用会导致残余水汽中稳定同位素比例持续减轻。

重庆每年11月至第2年4月主要以锋面降水为主，西风气流以及偏北气流
带来的亚洲内陆地区的水汽来源于干旱半干旱地区，风速大，蒸发比较旺盛，
因此同位素偏重，这在δ18O和d中均有体现。

而在5～ 10月期间，偏南气流的影响显著;特别是在夏季风影响深刻的6～ 9月期间，来自于热带和副热带大洋
的温暖潮湿气团给当地带来大量降水，使得降水中的过量氘d值减小。

结论：(1)初步建立了重庆大气降水线方程: δD= 8.73δ18O+ 15.73。

(2)重庆雨水中的稳定同位素值在年内具有明显的季节变化，夏季降水中
稳定同位素值比冬季降水中明显偏轻。

夏季海洋性的水汽来源以及水汽由海洋
到陆地运移过程中的多次凝结降水是导致这一现象的主要原因。

稳定同位素值
最偏重的降水事件出现在春末夏初，表明了由温度、湿度等控制的蒸发作用对
重同位素的富集效应。

(3)当地大气降水稳定同位素组成没有体现出温度效应，与温度呈现出一种
负相关的关系（与南方一致）但体现出一定的降水量效应。

(4)重庆春季和秋季的降水量占全年降水量的比例可达30%左右，这些非夏
季风影响时期的大气降水及其稳定同位素组成对当地全年大气降水稳定同位素
的加权平均值有重要影响。

特别是在当夏季出现伏旱天气而导致降水显著减少
的年份。

成都
1）成都地区大气降水同位素值表现出非常明显的季节变化：夏半年偏负，冬半年偏正，符合季风气候的降水特征。

成都地区是典型的季风影响区，夏季受东
亚季风、印度季风的双重影响，来源于海水蒸发的暖湿气团在每年的夏半年形
成丰富的季风降水；而由于大巴山的阻挡，本区受冬季风的影响比较微弱，所
以冬半年的水汽可能主要来源于当地地表水的蒸发。

2）成都地区1986~1998 年来的大气降水线方程是：δD=7.53δ18O+1.42。

与全球
和中国降水线方程相比，截距和斜率都偏低，表明成都地区降水的不平衡条件，降水历经了一定的蒸发过程。

成都地区的氘盈余相对很小，说明降水中蒸发与
凝聚的不平衡现象微弱，反映了海洋性的气候特征。

3)成都地区大气降水δ18O 与降雨量、温度和水汽压之间都是负相关关系，但是
降雨量对大气降水δ18O 的影响最大。

昆明
1) 昆明市的大气降水曲线为δ2H=6.56δ18O-2.96 ，与全球降水曲线、中国降水
线相比以及西南地区其他城市相比，其斜率和截距都偏小且斜率为负．可能是
因为其海拔较高的高原地形而产生的高程效应。

2)从年内和年际的总体特征看，δ 值均呈现出相应的同步变化．最小二乘法计
算结果显示两者相关关系得出，年内尺度上，昆明市降雨的δ18O值随着气温的
升高和降雨量的增加而减小，降水的δ 值与平均降水、气温均呈负相关关
系．就相关系数来看，与月均温的相关关系更好。

3)昆明市夏季和冬季降水中d值降水量和气温的相关关系存在明显的季节差异，夏季d值偏负，冬季d值偏正说明昆明市夏季和冬季水汽来源不同．云南夏季
风降水有两支水汽来源，一支来自孟加拉湾北上形成西南水汽输送，其水汽源
地为印度洋、孟加拉湾；另一支为副热带高压南侧的东风气流，其源地是西
太平洋、南海。

4)在夏季风期间，降水中较低的δ18O主要受来自印度洋暖湿水汽输送的影响．在冬季风期间，降水中较高的δ18O主要受西风带水汽输送以及当地蒸发
水汽的影响．昆明站的降水量效应是不同水汽来源对降水中稳定同位素影响的
产物。

西南地区
(1)通过对西南地区降水中氢、氧同位素的研究可以看出：西南地区大气降水中稳定氢氧同位素值总体上均具有明显的季节变化，夏半年δ18O值偏负，冬半年
δ18O值年偏正，主要是夏半年水汽由海洋运移到陆地的过程中多次凝结降水，
导致δ18O值偏负。

(2)初步建立了昆明、贵阳、桂林、成都4个地区大气降水线方程：
昆明：8D=6.56δ18O—2．96 (R2=0．91)
贵阳：8D=8.82δ18O+22．07 (R2=0．98)
桂林：8D=8.38δ18O+16．76 (R2=0．98)
成都：8D=7.36δ18O+0．12 (R2=0．93)
通过对西南各地区大气降水线方程全球降水线方程δD=8δ18O +10，以
及郑淑慧等¨副分析的中国降水线方程δ D=7.9δ18O+8.2相比较，昆明和成都地
区斜率都小于8，大气降水线方程的斜率和截距都相对偏低，明显偏离了全国
大气降水线方程。

说明昆明和成都两地的降水过程都是在非瑞利条件下进行的。

相反，贵阳地区和桂林地区大气降水线方程的斜率和截距都比全球降水的大，
说明贵阳和桂林地区在形成降水的过程中受到温度、蒸发等因素的影响。

当形
成降水的水汽经过多次蒸发时，由于不同同位素间分子质量数的差异、质量数
小的分子分馏、质量数大的分子富集，氢同位素比氧同位素的分馏速度要快。

因此，在其它条件相同的情况下，在运输过程中经过多次蒸发作用的水汽所形
成的降水中δD的值相对偏重，导致该地区大气降水的斜率和截距都偏大。

(3)西南地区昆明大气降水稳定同位素组成体现出明显的降水效应，但是温度效
应几乎不存在。

贵阳和桂林地区温度效应强于降水效应，成都地区降水效应强
于温度效应，但是温度效应几乎不存在。

(4)根据对西南各地区d值的监测数据统计发现，d值呈现出降水中过量氘水汽
来源不同的特点，贵阳和桂林地区d值表现为冬高夏低的气候特点，而昆明地
区和成都地区却与此相反，d值则表现为夏高冬低独特的季节性特点。

从全年的角度来看，西南地区的昆明主要受到降雨量效应的影响，桂林主
要受到温度效应的影响，贵阳和成都同时受到降雨量效应和温度效应的影响程
度相差不大；但是仅仅从冬半年(11～次年4月)来看，成都地区受到温度效应
的影响明显强于降雨量效应，冬半年成都地区δ18O与温度的回归方程为：δ18O = -0．625 t-11.220(R2=0.485)，而夏半年成都地区δ18O与降水量(P)的回归方程为:δ18O =-0.014P-5.009(R2=0.165)。