马萨诸塞大学阿默斯特分校领导的新研究完善了我们对充当雨水指纹的化学痕迹的理解。这项工作最近出现在《全球生物地球化学循环》中，对于了解地球的水循环至关重要，尤其是当它因全球变暖、森林砍伐和其他环境灾难而发生快速变化时。
你无疑知道水(H 2 O)是由两个氢分子和一个氧分子组成的。您可能不知道的是，氢和氧有几种不同的种类。例如，“正常”氢的原子核只有一个质子，但还有另一种版本：“重氢”或氘，其原子核中既有质子又有中子。这种氘相对稀有，它既可用于跟踪随时间变化的降雨量，也可用于了解蒸发和气候的季节性变化。氧气也是如此，它既有常见的轻型版本，也有罕见的重型版本。
“氘过量”或当重氢与重氧的比率增加时，是一种广泛用于气候和水文建模以及重建过去气候以了解雨滴历史的指纹。但导致氘过量的过程尚不完全清楚。
“我们的论文首次研究了全球降雨中氘过量的季节性变化，以更好地了解在区域范围内影响这些化学示踪剂的因素，”马萨诸塞大学阿默斯特分校地球科学教授、该论文的资深作者 Matthew Winnick 说。
Winnick 和他的团队在夏正宇的带领下，完成了这项研究，作为他在马萨诸塞大学阿默斯特分校博士后研究的一部分，现在是中国东北师范大学地理科学学院的一名教员，他们对如何以及在哪里进行了新的研究不同的过程结合起来影响氘过量。例如，在热带地区，氘过量最清楚地反映了湿度的季节性变化和蒸发量的变化。雨滴落下时在中纬度地区，氘过量主要与首先形成云的海洋上的气候条件有关，尽管这些海洋信号会随着云在大陆上空向内陆移动而改变。
“有多种过程会影响氘过量的雨水，这些过程已得到广泛认可，但也许也让研究界感到困惑，”夏说。“我们的研究结合了数据分析和简单的建模，在全球范围内梳理了这些复杂的控制，填补了重要的知识空白。”
“我的希望是，”温尼克说，“我们的发现将被用来更好地追踪雨滴的整个历史，从它第一次从海洋蒸发到它落到陆地上，滴入河流然后流回海洋。”
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