南極中山站—Dome A斷面表層雪過量氧-17研究

《南極中山站—Dome A斷面表層雪過量氧-17研究》是依託南京大學，由龐洪喜擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：南極中山站—Dome A斷面表層雪過量氧-17研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：龐洪喜
• 依託單位：南京大學

項目摘要

雪冰過量氧-17記錄對於恢復和重建水汽源區氣候環境演變歷史，具有獨特的優勢和較大的潛力。本項目根據2009/10年度中國第26次南極考察期間沿中山站-Dome A斷面採集的表層雪樣品為研究材料，在國內首次提出對雪冰中過量氧-17進行研究。利用穩定同位素動力分餾模型，重點研究水汽源區動力蒸發條件以及低溫水汽過飽和動力凝結條件對中山站-Dome A斷面表層雪過量氧-17的控制機理；根據過量氧-17水汽示蹤原理，結合過量氘資料，研究中山站-Dome A斷面不同地理單元（特別是Dome A區域）水汽的來源及傳輸過程。本研究是對我國水體穩定同位素研究內容的拓展，研究結果可為我國擬要開展的Dome A深冰研究提供知識儲備。

結題摘要

過量17O是當前水體穩定同位素研究的前沿領域，研究表明通過冰芯過量17O記錄有望對過去水汽源區相對濕度條件進行恢復和重建，因此過量17O在極地雪冰研究中備受關注。由於我國還沒有水體過量17O實驗測試條件，本項目依託法國氣候與環境實驗室（LSCE）的過量17O實驗測試平台，在我國首次開展了極地雪冰過量17O研究，獲取了南極中山站-Dome A冰蓋斷面表層雪以及Dome A夏季降水（“晴空降水”和“結霜”）過量17O測試數據。得到如下幾點重要研究結果：（1）從南極大陸邊緣的中山站至南極內陸冰蓋最高點的Dome A，表層雪過量17O表現出顯著的下降趨勢，認為是低溫水汽過飽和條件下冰晶形成過程中的同位素動力分餾的結果；（2）利用混合雲同位素模型（MCIM），結合中山站-Dome A斷面表層雪穩定同位素觀測數據，模擬計算了Dome A地區雪冰δ18O、過量氘及過量17O對水汽源區溫度、相對濕度以及降水站點溫度的敏感性；（3）相對於Dome A夏季較高的地面氣溫，“晴空降水”及結霜樣品的δ18O為異常低值（對應相對較低的冷凝溫度），說明Dome A地區夏季期間逆溫層的強度微弱或不存在逆溫層；此外，Dome A地區夏季“晴空降水”及結霜樣品的過量氘和17O-excess為相對高值，可能說明南極內陸水汽再循環過程對Dome A夏季降水具有顯著的貢獻。本項目的成功實施，不僅填補了我國在這一前沿研究領域的空白，同時上述研究結果為Dome A地區冰芯穩定同位素記錄研究提供了觀測基礎和理論依據。