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水循环是气候系统中不可或缺的组成因素,对中国开展水循环研究具有重要的科学意义。为此在本论文中,选取黄土高原、中国东部和青藏高原作为中国典型地区,集中研究了其水汽来源以及水汽源区变化问题。这三个典型地区的选取首先基于它们分别代表东亚大陆性气候区、东亚季风气候区以及高原气候区,其气候变化和降水特征较为典型;更为重要的是,这三个地区的过去气候代用资料较多,便于寻找过去和现代气候之间的联系,并试图为解译黄土高原的黄土—古土壤序列、中国东部石笋稳定同位素和青藏高原冰芯记录等过去气候代用资料中所包含的气候环境信息提供参考。主要结论如下: 1、基于FLEXPART模式1979~2009年的瞬变模拟试验,黄土高原夏季降水主要有2个陆地源区和4个海洋源区,分别为中国中东部、中国西北部及中亚东部、中国东海、中国南海、孟加拉湾和阿拉伯海;黄土高原冬季降水主要有3个陆地源区和2个海洋源区,分别为中国西北部与中亚东部、中国中东部、青藏高原南部与中南半岛西北部、阿拉伯半岛附近海域和地中海。不论夏季还是冬季,中国中东部、中国西北部、中亚东部都是黄土高原降水最显著的水汽源区;海洋源区对黄土高原降水的贡献较陆地源区偏弱。黄土高原降水的间接水汽源均来自海洋,其中夏季主要的间接源区按贡献比依次为孟加拉湾、中国南海、阿拉伯海和中国东海,冬季间接海洋源区主要为阿拉伯半岛周围海域和地中海。黄土高原夏季不同等级降水的水汽源区与气候态平均相似,且陆地源区的贡献大于海洋源区。随着降水等级增加,海洋源区的贡献不断增大。较大等级降水事件如暴雨和特大暴雨发生时,相比中国东海,更多的水汽来源于东亚南部海域,包括中国南海和孟加拉湾,表明南亚季风对水汽输送的调控作用较东亚季风更为明显。 2、中国东部夏季降水主要有6个显著水汽源区,按降水贡献百分比大小排列依次为中国南海、西北太平洋、亚洲大陆、中国东部本地、孟加拉湾和阿拉伯海。除亚洲大陆外,其余源区水汽贡献量与中国东部夏季降水年际变化存在显著的正相关关系。阿拉伯海、孟加拉湾和中国南海这三个海洋源区之间的水汽输送有着紧密的关联。中国东部水汽源区存在明显的季节转换,季风环流对其影响显著。亚洲大陆源区水汽贡献的季节差异不大,夏半年水汽贡献大值区位于海洋。随着中国东部夏季降水等级不断增大,中国东部本地蒸发、西北太平洋和亚洲大陆源区所占水汽贡献百分比减少,而阿拉伯海、孟加拉湾和中国南海水汽贡献比值增加。当中雨及以上的较大等级降水发生时,最大水汽贡献源区为中国南海,反映了南亚季风对中国东部较大等级降水的重要调控作用。与中国东部夏季少雨年份相比,陆地源区对多雨年份降水的贡献明显偏小,而以中国南海为代表的海洋源区的水汽贡献则在多雨年份偏多。 3、青藏高原夏季降水显著水汽源区按贡献百分比大小排列依次为亚洲大陆、青藏高原本地、孟加拉湾、阿拉伯海和里海—黑海区域,并在各月间有微弱变化。陆地源区对青藏高原夏季降水的作用比海洋源区更重要。各水汽源区对青藏高原降水的贡献值之间也有相互的影响,青藏高原本地与亚洲大陆源区之间和阿拉伯海与孟加拉湾之间有显著的协同变化关系,而青藏高原本地与里海—黑海源区之间和孟加拉湾与里海—黑海源区之间有显著的反相关关系。南亚夏季风与青藏高原夏季西南部和东部降水有很强的联系,与青藏高原区域平均降水总体为正相关关系,并且南亚夏季风与阿拉伯海和孟加拉湾源区对青藏高原降水贡献值之间有显著的正相关关系。青藏高原、阿拉伯海和孟加拉湾水汽源区在夏季多雨年对青藏高原夏季降水的贡献高于少雨年,而在亚洲大陆和里海—黑海区域则相反。对比夏季多雨年和夏季少雨年,各水汽源区之间变化幅度最大的是亚洲大陆区域,反映了夏季多雨年自北方陆地区域而来的水汽输送通道变弱,更多的水汽来自海洋。