季风环流是中低纬度地区大气能量和水分传输的重要途径。在全球气候变化的大背景下，印度季风对亚洲地区的水循环和气候变化有着重要影响。中国西南地区作为印度季风的重要影响区域，其水文循环的变化可能导致区域水资源的分布不均，给社会经济发展带来严重影响。水体稳定同位素是揭示水文循环过程的天然示踪剂，在季风的研究中发挥着重要作用。然而，目前对于该地区水循环中氧-18（δ¹⁸O）和过量氘（d-excess）的耦合关系及其季节变化的认识不足。这不仅限制了我们对区域水文循环的理解，也影响了基于同位素代理的古气候重建的准确性。

本研究在云南省境内的怒江河谷（西南地区重要的印度季风水汽输送通道，图1）连续开展了的降水及大气水汽样品收集工作，完成了实验室内氢氧稳定同位素测量分析。研究发现，在夏季早期，大气水汽和降水中的δ¹⁸O和d-excess显著下降，但δ¹⁸O和d-excess的变化存在约一个月的时间滞后（图2）。研究发现导致这一现象的主要原因在于控制大气水汽与降水δ¹⁸O和d-excess季节变化的机制不同。水汽与降水d-excess的季节变化由水汽源区相对湿度的变化控制（图3），δ¹⁸O的季节变化主要与印度季风驱动的大尺度对流活动有关（图4），而两相发生波动的时间相差一个月左右。

本研究的创新点在于发现了δ¹⁸O和d-excess在季节性信号中的相位差异及其背后的机制。这一发现不仅有助于提高我们对印度季风主导区域水文过程的理解，还为基于同位素代理的古气候重建提供了新的视角。此外，这种对δ¹⁸O和d-excess耦合关系的深入研究，将有助于更准确地预测和模拟区域气候变化，为气候模型的改进提供科学依据。

该研究成果于2024年9月发表在水文水资源领域的著名期刊Journal of Hydrology，题为“What caused the lag between oxygen-18 and deuterium excessin atmospheric vapor and precipitation during the earlier summer season in southwest China?”(https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2024.132087)。云南大学为该文的第一作者单位，国际河流与生态安全研究院2020级博士研究生刘峰为第一作者，田立德研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（U2202208）、中国科学院战略先导专项（XDB40000000）以及云南省科技厅（202301AT070183、202201BF070001-021）等项目的共同资助。

图1怒江河谷的地理位置

图2 2022年福贡站点水汽d-excess(a)、δ¹⁸O(b)、气温和降水量(c)的逐日变化

图3福贡站点水汽d-excess与印度洋上空相对湿度的空间相关性

图4印度季风爆发时的降水和OLR的空间分布，黑色虚线表示印度季风前进的等时线（来源于印度气象部门https://mausam.imd.gov.in）