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自然条件下水面蒸发过程中水汽同位素分馏的观测和控制机制研究

15、冰冻圈科学 > 专题7：高低纬相互作用及水汽循环过程

水面蒸发过程是水循环的重要过程，对自然条件下水面蒸发的同位素组分（δE）的准确观测和估算是生态学、气候变化、古气候学和水文学领域相关研究的基础。在自然条件下观测δE，传统的方法是Keeling plot方法，但是该方法的适用性一度受到质疑。随着稳定同位素激光光谱技术的发展，通量梯度法可以实现对δE的直接观测，这也为对比和检验Keeling plot方法适用性提供了契机，本文将基于通量梯度法的观测结果，对比分析在Keeling plot方法中采用的不同回归方法（最小二乘法、几何平均法和York方法）得到的结果的可靠性。此外，δE的估算通常采用Craig-Gordon模型，但是该模型中不确定性最大的参数是动力学分馏系数，关键的问题是空气湍流过程对同位素分馏的削弱作用如何量化，该系数通常基于实验室风洞内水槽的观测结果得到的经验系数计算，本项目组在自然条件下对大型水体（太湖）和小型水体（鱼塘、蒸发皿）的δE开展了观测和估算，反算了动力学分馏系数，发现传统湖泊研究采用的经验参数高估了该系数。本研究的结果能为δE的观测和估算研究、以及相关科学问题的研究提供理论支撑。