喜马拉雅山西部降水同位素特征与水分来源定量解析：基于稳定同位素与HYSPLIT模型的综合研究

本研究针对喜马拉雅山西部降水水分来源争议问题，通过稳定同位素(δ2H/δ18O)与HYSPLIT模型耦合分析，首次量化了西风扰动(WDs)与印度夏季风(ISM)中远距离输送(53±11%)与植物蒸腾(29±7%)的贡献，揭示了阿拉伯海作为双重水分源的关键作用，为理解亚洲水塔水文过程提供了新范式。

　　

喜马拉雅山脉作为"亚洲水塔"，其降水模式直接影响着亚洲十亿人口的淡水资源供给。然而，这片神秘的高原长期存在一个科学谜题：主导西部气候的西风扰动(WDs)与东部印度夏季风(ISM)究竟从何处获取水分？传统观点认为地中海和孟加拉湾分别是两者的主要水分源，但这一假设缺乏定量证据。更棘手的是，随着气候变化加剧，冰川加速消融，精确解析降水来源已成为预测区域水安全的关键。

针对这一科学难题，中国科学院西北生态环境资源研究院（注：根据通讯作者Gh. Jeelani的国内机构惯例翻译）的研究团队在Upper Jhelum Basin(UJB)建立了12个海拔梯度观测站，历时5年(2015-2020)收集666场降水事件样本，结合稳定同位素指纹与HYSPLIT气团轨迹模型，首次实现了WDs与ISM水分来源的精准量化。这项发表在《Journal of Hydrology》的研究，不仅改写了传统认知，更建立了高海拔水文过程研究的新范式。

研究采用三大关键技术：1) 事件性降水同位素分析(δ¹⁸O精度达0.1‰)；2) HYSPLIT后向轨迹模型追踪气团来源；3) 同位素贝叶斯混合模型(VIMDF)量化各水分源贡献。样本覆盖海拔1200-4200米，结合NCEP/NCAR再分析数据验证对流过程。

【Isotopic variability and hydroclimatic controls】
数据显示降水δ¹⁸O值(-17.4‰至7.8‰)呈现显著海拔效应，每升高1000米下降1.8‰。冬季极端贫化值(-17.4‰)与夏季富集值(7.8‰)的强烈对比，揭示了温度与水分源转换的双重调控。d-excess(氘盈余)的时空分异进一步印证了不同季风系统的同位素指纹特征。

【Moisture source estimation】
HYSPLIT模型颠覆了传统认知：阿拉伯海对WDs和ISM降水分别贡献42%和58%，而地中海贡献不足20%。更惊人的是，植物蒸腾贡献达29±7%，在低海拔(<2000米)夏季降水占比高达35%。同位素贝叶斯模型显示，远距离输送贡献(53±11%)随海拔升高而增加。

【Conclusions】
该研究建立了喜马拉雅西部降水同位素的空间分布模型，证实阿拉伯海是跨季风系统的核心水分源。发现的强蒸腾贡献机制(29%)改写了高海拔水循环理论，为冰川物质平衡计算提供了新参数。通过融合同位素示踪与气象建模，研究不仅解决了长期争议的水分来源问题，更重要的是建立了"同位素-气候-水文"的耦合研究框架，这对预测气候变化下的水资源演变具有重大科学价值。