"Справочная информация"

Бенгальский залив расположен в северо - восточной части Индийского океана, и его треугольная география позволяет ему производить огромное количество водяного пара. Эти пары продолжают течь на индийский субконтинент, принося обильные осадки в восточную Индию и соседние страны, особенно в сезон муссонов с мая по сентябрь. Сельскохозяйственная и экономическая деятельность в Индии в значительной степени зависит от летних дождей.

Уникальные климатические и географические особенности Бенгальского залива оказывают глубокое влияние на процесс образования и передачи влаги в регионе. Во время сезона муссонов температура поверхности моря в этом районе часто превышает 28°C, легко образуя воздушную конвекцию, но также обеспечивает атмосферу водяным паром круглый год. Даже при высокой температуре моря и частой конвекции количество осадков в летний сезон муссонов все еще намного больше, чем испарение, что делает Бенгальский залив важным поглотителем водяного пара, как « большой склад водяного паро».

« Зачем изучать изотопы в дождевой воде? »

Определение того, откуда и куда идет водяной пар, является основным звеном в изучении гидрологического цикла. Это исследование не только поможет понять изменчивые характеристики муссонов, но и поможет нам справиться с ливневыми дождями, вызванными тропическими циклонами, и уменьшить потери.

анализФизический индикаторЭто надежный способ исследовать атмосферные стоки водяного пара, в том числе осадки на Андаманских островах в Бенгальском заливе.Стабильные изотопыЭто важный объект исследования. Лесной покров Андаманских островов достигает 92% поверхности, а потенциальные вторичные источники водяного пара, такие как водяной пар почвы, крайне малы, что создает меньше помех для исследований, поэтому местные изотопные исследования дождевой воды могут предоставить ценные данные для выявления динамических процессов водяного пара.

Схема гидрологического цикла

Однако в настоящее время исследования изотопов дождевой воды в этом месте скудны, и в краткосрочной перспективе их характеристики неизвестны. Хотя в настоящее время существуют глобальные модели циркуляции, которые моделируют распределение осадков и изотопную изменчивость летних муссонов в Индии, что в большей степени согласуется с фактическими наблюдениями, смоделированные « эффекты дождя» (соотношение количества осадков и изотопов) имеют значительные различия в данных.

Чтобы выяснить эти проблемы, эксперты из Индийского института тропической погоды (IITM Pune) и Университета Пондишери (Pondicherry University) провели двухлетнее исследование изотопов дождевой воды в Порт - Блэр (крупнейший город Андаманских островов).

Исследование направлено на достижение четырех основных целей:

Определение характеристик изотопов осадков в регионе;

Изучение того, как океанические атмосферные переменные, такие как источники водяного пара, потоки и конвективная активность, влияют на изотопы;

Уточнить характеристики "эффекта количества осадков" и будет ли он подвержен изменениям в течение сезона муссонов;

Проверьте, имеет ли изотопный состав дождевой воды какое - либо отношение к событиям, связанным с осадками и потоками водяного пара, которые влияют на муссоны.

« Метод исследования»

В течение двухлетнего исследования специалисты ежегодно собирали около 90 ежедневных образцов дождевой воды в университетском городке Бенди - Елисей в Порт - Блэре, упаковывали их в герметичные пластиковые бутылки и отправляли в Индийский технологический институт в Пуне для изотопного анализа.

Первоначально команда использовала изотопный масс - спектрометр (IRMS) для тестирования, а затем проанализировала все образцы с помощью лазерного изотопного анализатора воды и водяного пара ABB OA - ICOS TIWA - 45 - EP (предшественник улучшенной GLA431 - TIWA).

ABB GLA431 - TIWA Усовершенствованный настольный тройной изотопный анализатор воды

« Основные результаты»

Результаты показали, что соотношение изотопов, измеренное двумя приборами, было одинаковым в диапазоне ±1 сигма, где точность анализа дельта - 18O составляла около 0,1%, а дельта - 2H - менее 1%. Анализ ежедневных осадков и временных рядов дельта - 18O в Порт - Блэре в 2012 и 2013 годах показал, что чем больше осадков в 2012 году, тем ниже содержание дельта - 18O, что подтверждает существование « количественного эффекта».

Дневные осадки и временные ряды дельта - 18O в Порт - Блэр в 2012 году (выше) и 2013 году (ниже). Черная полоса представляет собой данные дождемера, а красная линия является соответствующей записью дельта 18O. Существует очевидная обратная корреляция между количеством осадков в 2012 году и дельта 18O, иллюстрирующая « количественный эффект».

Исследование также показало, что изотопы кислорода и водорода в дождевой воде в южной части Бенгальского залива, хотя и типичны для тропических морских районов, изменяются в зависимости от изменений в океанических и атмосферных условиях и имеют значительные потери во время тропических циклонов. Изотопные данные, собранные за последние два года, показывают, что относительно низкая влажность, но сильная циркуляция в начале сезона муссонов приводит к умеренному повторному испарению дождевых капель, что, в свою очередь, способствует эффекту количества осадков; Кроме того, состав изотопов дождевой воды определяется не конкретным событием осадков, а динамическими свойствами водяного пара.

На зрелой стадии сезона муссонов, по мере изменения атмосферных условий, степень испарения дождевых капель снижается, и влияние количества водяного пара в это время в основном зависит от конвергенции потока водяного пара, а не от местного испарения. В целом, изотопы осадков над Бенгальским заливом систематически уменьшаются по мере конвективной активности на больших площадях и регулируются совокупным эффектом конвективной активности и тесно связаны с сезонными изменениями муссонов и синхронными колебаниями.

В частности, "эффект количества осадков" в предмуссонной и среднесрочной фазах, в основном вызванный повторным испарением осадков; Позже это происходит из - за слияния водяного пара, а не из - за испарения. Кроме того, "количественный эффект" проявляет ярко выраженные характеристики в течение двух лет и регулируется изменениями муссонов в течение сезона.

Это исследование дает нам более глубокое понимание « эффекта осадка» в северной части Индийского океана, а также помогает уменьшить различия между наблюдениями и моделированием режима осадков.

Если вы хотите узнать больше об изотопном анализаторе, пожалуйста, свяжитесь с нами!

Источник дела:Исследования, упомянутые в статье, являются частью проекта Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) « Стабильные изотопы в архивах осадков и палеоклиматических данных в тропических районах для улучшения региональных моделей гидрологического и климатического воздействия».