"Hintergrundvorstellung"

Der Golf von Bengal liegt im Nordosten des Indischen Ozeans und seine dreieckige Geographie ermöglicht es, große Mengen an Wasserdampf zu erzeugen. Dieser Wasserdampf strömt kontinuierlich auf den indischen Subkontinent und bringt viel Niederschlag in Ostindien und den angrenzenden Ländern, vor allem in der Monsunsaison von Mai bis September. Die landwirtschaftliche und wirtschaftliche Aktivität in Indien hängt weitgehend von den Regenfällen im Sommer ab.

Das einzigartige Klima und die Lage in der Golf von Bengal beeinflussen die Produktion und den Transport von Feuchtigkeit in der Region. Während der Monsunsaison übersteigt die Meeresoberflächentemperatur oft 28 ° C, was zu einer leichten Luftkonvektion führt und das ganze Jahr über Wasserdampf in die Atmosphäre liefert. Selbst bei hohen Meerestemperaturen und häufigen Konversionen sind die Niederschläge in der Sommermonsonsaison immer noch viel größer als die Verdampfung, was den Golf von Bengal zu einem wichtigen Wasserdampfbehälter macht, der wie ein "großes Lager für Wasserdampf" ist.

Warum untersuchen Sie Isotope im Regenwasser?

Die Bestimmung, woher und wohin Wasserdampf kommt, ist ein zentraler Bestandteil der hydrologischen Kreislaufforschung. Diese Studie hilft uns nicht nur ein tieferes Verständnis der variablen Eigenschaften des Monsons zu erlangen, sondern hilft uns auch, mit Regenkatastrophen durch tropische Zyklone umzugehen und die Verluste zu reduzieren.

AnalysePhysische Trackerist eine zuverlässige Möglichkeit, die atmosphärischen Wasserdampfquellen zu untersuchen, in denen Niederschläge auf den Andaman-Inseln im Golf von BengalStabile IsotopeWichtige Forschungsobjekte. Die Waldbedeckung der Andaman-Inseln beträgt 92 Prozent der Oberfläche und potenzielle sekundäre Wasserdampfquellen wie Bodendampf sind sehr wenig und stören die Forschung sehr wenig, so dass Isotopstudien des lokalen Regenwassers wertvolle Daten liefern können, um dynamische Wasserdampfprozesse aufzudecken.

Hydrologischer Kreislauf

Die aktuelle Forschung über Regenwasser-Isotope ist jedoch sehr mangelhaft, und die Eigenschaften sind kurzfristig unklar. Obwohl es heute ein globales Zirkulationsmodell gibt, das die Niederschlagsverteilung und die Isotope-Variabilität des indischen Sommermonsons simuliert und mit den tatsächlichen Beobachtungen übereinstimmt, sind die Daten für den simulierten „Regeneffekt“ (das Verhältnis zwischen Regen und Isotopen) erheblich unterschiedlich.

Um diese Probleme zu klären, führten Experten des Indian Institute for Tropical Meteorology (IITM Pune) und der Universität Pondicherry eine zweijährige Studie mit Regenwasser-Isotopen in Port Blair, der größten Stadt der Andaman-Inseln, durch.

Die Forschung zielt darauf ab, vier Hauptziele zu erreichen:

Identifizierung der Eigenschaften der Niederschlagsisotope in der Region;

Untersuchen Sie, wie Variablen der Meeresatmosphäre wie Wasserdampfquellen, Strömungen und Konvektionsaktivitäten die Isotope beeinflussen;

Erklären Sie die Merkmale des "Regeneffekts" und ob er von Veränderungen während der Monsonsaison beeinflusst wird;

Überprüfen Sie, ob die Isotopen-Zusammensetzung des Regenwassers mit Regenereignissen und Wasserdampfströmen verbunden ist, die den Monson beeinflussen.

„Forschungsmethoden“

Während der zweijährigen Studie sammelten die Experten jedes Jahr rund 90 tägliche Regenwasserproben auf dem Campus der Bendicelli University in Port Blair, die in leckfeste Plastikflaschen verpackt wurden und an das Indian Polytechnic Institute in Pune zur Isotopanalyse geschickt wurden.

Zunächst wurden alle Proben mit dem Isotopenverhältnisspektrometer (IRMS) untersucht und anschließend mit dem Laser-Isotopwasser- und Wasserdampfanalysator TIWA-45-EP von ABB OA-ICOS (Vorgänger des GLA431-TIWA-Verbesserten Typs) analysiert.

ABB GLA431-TIWA erweiterter Hochleistungs-Desktop-Triisotopwasseranalysator

„Kernergebnisse“

Die Ergebnisse zeigten, dass das Isotopenverhältnis, das von beiden Instrumenten gemessen wurde, innerhalb eines Veränderungsbereichs von ±1σ konsistent war, wobei die analytische Genauigkeit von δ18O etwa 0,1% und die Genauigkeit von δ2H weniger als 1% betrug. Durch die Analyse der täglichen Niederschläge und der δ18O-Zeitreihenfolge in Port Blair 2012 und 2013 wurde festgestellt, dass je mehr Niederschläge im Jahr 2012 waren, desto geringer der δ18O-Gehalt, ein Phänomen, das die Existenz eines "Quantitätseffektes" bestätigt.

Tägliche Niederschläge und δ18O Zeitreihen in Port Blair 2012 (oben) und 2013 (unten). Die schwarze Streife repräsentiert die Regenmessdaten, die rote Linie ist die entsprechende δ18O-Aufzeichnung. Es gab eine offensichtliche antikorrelation zwischen den Niederschlägen im Jahr 2012 und δ18O, was einen "quantitativen Effekt" illustriert.

Die Studie ergab auch, dass Sauerstoff- und Wasserstoffisotope im Regenwasser im südlichen Golf von Bengal, obwohl sie typisch für tropische Meeresgebiete sind, sich mit den Veränderungen der Ozean- und Atmosphärebedingungen ändern und während tropischer Zyklone starke Verluste auftreten. Die über zwei Jahre gesammelten Isotopendaten zeigen, dass eine relativ geringe feuchte, aber starke Zirkulation zu Beginn der Monsunsaison zu einer moderaten Wiederverdampfung von Regentropfen führt, was zu einem Regeneffekt führt. Die Zusammensetzung der Regenisotope wird nicht durch ein bestimmtes Regenereignis bestimmt, sondern durch die dynamischen Eigenschaften des Wasserdampfes.

In der Reifenphase der Monsunsaison, mit der Veränderung der atmosphärischen Bedingungen, verschwächt der Grad der Verdampfung von Regentropfen, zu dieser Zeit hängt der Einfluss der Wasserdampfmenge eher von der Zusammenführung des Wasserdampfstroms ab, als von der lokalen Verdampfungswirkung. Insgesamt verringern sich die Niederschlagsisotope über dem Golf von Bengal systematisch mit großflächiger Konvektionsaktivität und werden durch die kombinierten Effekte der Konvektionsaktivität reguliert, die eng mit saisonalen Veränderungen und synchronen Schwankungen des Monsons verbunden sind.

Insbesondere der "Regeneffekt" im Vor- und Mittenmunson, der hauptsächlich durch die Wiederverdunstung von Regenfällen verursacht wird; Spätere Phasen werden durch Wasserdampf zusammengefügt und nicht durch Verdampfung ausgelöst. Darüber hinaus zeigt sich der „Quantitätseffekt“ über zwei Jahre hinweg deutlich und wird durch die Saisonveränderungen des Monsons reguliert.

Diese Studie hat uns einen tieferen Einblick in den „Regeneffekt“ im Norden des Indischen Ozeans gegeben und dazu beigetragen, die Unterschiede zwischen den Beobachtungen und der Simulation von Regenmustern zu verringern.

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Quelle des Falles:Die in dem Artikel erwähnte Forschung ist Teil des Projekts der Internationalen Atomenergieagentur (IAEA) "Stabile Isotope im Archiv für Niederschläge in den Tropen und das Paläoklima zur Verbesserung regionaler hydrologischer und klimatischer Auswirkungsmodelle".