Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự mơ hồ trong tác động của độ cao đến các đồng vị trong mưa để ước lượng độ cao của nước ngầm và tái thiết độ cao cổ đại ở phía huyện núi
Tóm tắt
Tác động của độ cao đến các đồng vị trong mưa không đáng kể ở phía huyện núi so với phía gió, điều này gây khó khăn cho việc sử dụng các đồng vị ở các địa điểm phía huyện, đặc biệt là khi ước tính độ cao của nước ngầm tái cung cấp hoặc khi tái tạo độ cao cổ đại. Mẫu nước mưa đã được thu thập tại ba trạm có độ cao khác nhau—từ 2,306 đến 3,243 m so với mức nước biển trung bình (asl)—ở phía huyện núi Meili trên Cao nguyên Tây Tạng từ tháng 8 năm 2017 đến tháng 7 năm 2018. Các gradient đồng vị so với độ cao đã được tính toán dựa trên hai trạm liền kề ở các quy mô hàng ngày, hàng tháng và hàng năm. Hầu hết các gradient này vượt quá các tầm giá toàn cầu từ –0.5 đến –0.1‰ cho mỗi 100 m đối với δ18O và từ –5 đến –1‰ cho mỗi 100 m đối với δ2H, và một số gradient thậm chí còn dương. Các quá trình địa phương như bay hơi dưới đám mây và sự pha trộn với độ ẩm tái chế đã được xác định cho tác động độ cao không rõ ràng, trong khi các quá trình lưu thông khí quyển khu vực chiếm ưu thế trong các mô hình chính của sự biến đổi đồng vị ổn định tại ba trạm. Độ cao tái cung cấp nước ngầm được ước tính nằm trong khoảng rất lớn, từ 2,562 đến 6,321 m asl, điều này có thể gây ra bởi sự khác biệt trong gradient đồng vị so với độ cao ở các lưu vực được nghiên cứu. Xem xét các quá trình khí quyển phức tạp ảnh hưởng đến các đồng vị trong mưa, việc lấy mẫu nước mưa theo sự kiện/hàng tháng ở hơn hai độ cao trong ít nhất một năm thủy văn hoàn chỉnh là yêu cầu tối thiểu để thiết lập gradient đồng vị so với độ cao hợp lý.
Từ khóa
#đồng vị #lượng mưa #độ cao #nước ngầm #tái tạo độ cao cổ đạiTài liệu tham khảo
Blisniuk PM, Stern LA (2005) Stable isotope paleoaltimetry: a critical review. Am J Sci 305:1033–1074. https://doi.org/10.2475/ajs.305.10.1033
Boschman LM (2021) Andean mountain building since the Late Cretaceous: a paleoelevation reconstruction. Earth Sci Rev 220:103640. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2021.103640
Clark ID, Fritz P (1997) Environmental isotopes in hydrogeology. Lewis, New York. https://doi.org/10.1201/9781482242911
Dansgaard W (1964) Stable isotopes in precipitation. Tellus 16:436–468. https://doi.org/10.3402/tellusa.v16i4.8993
Das S, Rai SK (2022) Stable isotopic variations (δD and δ18O) in a mountainous river with rapidly changing altitude: insight into the hydrological processes and rainout in the basin. Hydrol Process 36(3):e14547. https://doi.org/10.1002/hyp.14547
Ding Y, Johnny JC (2005) The East Asian summer monsoon: an overview. Meteorog Atmos Phys 89(1):117–142
Froehlich K, Kralik M, Papesch W, Rank D, Scheifinger H, Stichler W (2008) Deuterium excess in precipitation of Alpine regions: moisture recycling. Isot Environ Healt S 44(1):61–70. https://doi.org/10.1080/10256010801887208
Gourcy L, Adamson JK, Miner WJ, Vitvar T, Belizaire D (2022) The use of water stable isotopes for a better understanding of hydrogeological processes in Haiti: overview of existing δ18O and δ2H data. Hydrogeol J. https://doi.org/10.1007/s10040-022-02498-1
Han D, Currell MJ (2018) Delineating multiple salinization processes in a coastal plain aquifer, northern China: hydrochemical and isotopic evidence. Hydrol Earth Syst Sci 22(6):3473–3491
Jeelani G, Lone SA, Nisa AU, Deshpande RD, Padhya V (2021) Use of stable water isotopes to identify and estimate the sources of groundwater recharge in an alluvial aquifer of Upper Jhelum Basin (UJB), western Himalayas. Hydrol Sci J 66(16):2330–2339. https://doi.org/10.1080/02626667.2021.1985126
Jing Z, Yu W, Lewis S, Thompson LG, Xu J, Zhang J, Xu B, Wu J, Ma Y, Wang Y, Guo R (2022) Inverse altitude effect disputes the theoretical foundation of stable isotope paleoaltimetry. Nat Commun 13(1):1–11. https://doi.org/10.1038/s41467-022-32172-9
Kong Y, Pang Z (2016) A positive altitude gradient of isotopes in the precipitation over the Tianshan Mountains: effects of moisture recycling and sub-cloud evaporation. J Hydrol 542:222–230. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2016.09.007
Kong Y, Pang Z, Froehlich K (2013) Quantifying recycled moisture fraction in precipitation of an arid region using deuterium excess. Tellus 65(1):19251. https://doi.org/10.3402/tellusb.v65i0.19251
Kong Y, Wang K, Pu T, Shi X (2019) Nonmonsoon precipitation dominates groundwater recharge beneath a monsoon affected glacier in Tibetan Plateau. J Geophys Res Atmos 124(20):10913–10930. https://doi.org/10.1029/2019JD030492
Li L, Lu H, Garzione C, Fan M (2022) Cenozoic paleoelevation history of the Lunpola Basin in Central Tibet: new evidence from volcanic glass hydrogen isotopes and a critical review. Earth Sci Rev 231:104068. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2022.104068
Lone SA, Jeelani G, Deshpande RD, Mukherjee A, Jasechko S, Lone A (2021) Meltwaters dominate groundwater recharge in cold arid desert of Upper Indus River Basin (UIRB), western Himalayas. Sci Total Environ 786:147514. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.147514
Mulch A, Chamberlain CP (2018) Stable isotope paleoaltimetry: paleotopography as a key element in the evolution of landscapes and life. In: Mountains, climate and biodiversity. Wiley Blackwell, Hoboken, NJ, pp 81–93
Natali S, Baneschi I, Doveri M, Giannecchini R, Selmo E, Zanchetta G (2021) Meteorological and geographical control on stable isotopic signature of precipitation in a western Mediterranean area (Tuscany, Italy): disentangling a complex signal. J Hydrol 603:126944. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2021.126944
Pfeiffer J, Zieher T, Schmieder J, Bogaard T, Rutzinger M, Spötl C (2022) Spatial assessment of probable recharge areas: investigating the hydrogeological controls of an active deep-seated gravitational slope deformation. Nat Hazards Earth Syst Sci 22(7):2219–2237
Poage MA, Chamberlain CP (2001) Empirical relationships between elevation and the stable composition of precipitation and surface waters: considerations for studies of paleoelevation change. Am J Sci 301(1):1–15. https://doi.org/10.2475/ajs.301.1.1
Ren W, Yao T, Xie S (2017) Key drivers controlling the stable isotopes in precipitation on the leeward side of the central Himalayas. Atmos Res 189:134–140
Shi X, Risi C, Pu T, Lcaour J, Kong Y, Wang K, He Y, Xia D (2020) Variability of isotope composition of precipitation in the southeastern Tibetan Plateau from the synoptic to seasonal time scale. J Geophys Res Atmos 125(6):e2019JD031751. https://doi.org/10.1029/2019JD031751
Solder JE, Beisner KR (2020) Critical evaluation of stable isotope mixing end-members for estimating groundwater recharge sources: case study from the South Rim of the Grand Canyon, Arizona, USA. Hydrogeol J 28(5):1575–1591
Stewart MK (1975) Stable isotope fractionation due to evaporation and isotopic exchange of falling water drops: applications to atmospheric processes and evaporation of lakes. J Geophys Res 80(9):1133–1146. https://doi.org/10.1029/JC080i009p01133
Tsujimura M, Numaguti A, Tian L, Hashimoto S, Sugimoto A, co-authors. (2001) Behaviour of subsurface water revealed by stable isotope and tensiometric observation in the Tibetan Plateau. J Meteorol Soc Japan 79(1B):599–605
Valdivielso S, Hassanzadeh A, Vázquez-Suñé E, Custodio E, Criollo R (2022) Spatial distribution of meteorological factors controlling stable isotopes in precipitation in northern Chile. J Hydrol 605:127380. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2021.127380
Wang S, Zhang M, Che Y, Chen F, Qiang F (2016) Contribution of recycled moisture to precipitation in oases of arid central Asia: a stable isotope approach. Water Resour Res 52(4):3246–3257
Yu W, Wei F, Ma Y, Liu W, Zhang Y, Luo L, Tian L, Xu B, Qu D (2016) Stable isotope variations in precipitation over Deqin on the southeastern margin of the Tibetan Plateau during different seasons related to various meteorological factors and moisture sources. Atmos Res 170:123–130. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2015.11.013