Isotopic Signature of Precipitation in the Elbrus Region

Ju. N. Chizhova; Чижова Ю. Н.; V. N. Mikhalenko; Михаленко В. Н.; S. S. Kutuzov; Кутузов С. С.; K. A. Shukurov; Шукуров К. А.; A. V. Kozachek; Козачек А. В.

doi:10.31857/S2076673423010052

Изотопные характеристики атмосферных осадков в Приэльбрусье

Авторы: Чижова Ю.Н.¹^,2, Михаленко В.Н.², Кутузов С.С.², Шукуров К.А.³, Козачек А.В.⁴
Учреждения:
1. Институт геологии рудных месторождений, петрологии, минералогии и геохимии РАН
2. Институт географии РАН
3. Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
4. Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт
Выпуск: Том 63, № 1 (2023)
Страницы: 33-47
Раздел: Ледники и ледниковые покровы
URL: https://ogarev-online.ru/2076-6734/article/view/137464
DOI: https://doi.org/10.31857/S2076673423010052
EDN: https://elibrary.ru/GITPOP
ID: 137464

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Приведены результаты изучения изотопных характеристик осадков, выпадающих у подножия южного склона Эльбруса, Кавказ. Отбор осадков организован на станции Азау (абс. высота 2300 м) на ежедневной основе. Установлены основные источники осадков для Приэльбрусья с применением метода обратных траекторий движения воздушных масс. Значения δ¹⁸О осадков содержат выраженную связь с температурой приземного слоя воздуха: Δδ¹⁸О/ΔT = 0.85‰/°С.

Ключевые слова

изотопный состав кислорода, изотопный состав водорода, атмосферные осадки, Кавказ, Эльбрус, реконструкция температур

Список литературы

Васильчук Ю.К., Чижова Ю.Н., Папеш В., Буданцева Н.А. Высотный изотопный эффект в снеге на леднике Гарабаши в Приэльбрусье // Криосфера Земли. 2005. Т. 9 (4). С. 72–81.
Козачек А.В., Екайкин А.А., Михаленко В.Н., Липенков В.Я., Кутузов С.С. Изотопный состав ледяных кернов, полученных на Западном плато г. Эльбрус // Лёд и Снег. 2015. Т. 55. № 4. С. 35–49.
Михаленко В.Н., Кутузов С.С., Лаврентьев И.И., Кунахович М.Г., Томпсон Л.Г. Исследования западного ледникового плато Эльбруса: результаты и перспективы // МГИ. 2005. Т. 99. С. 185–190.
Торопов П.А., Михаленко В.Н., Кутузов С.С., Морозова П.А., Шестакова А.А. Температурный и радиационный режим ледников на склонах Эльбруса в период абляции за последние 65 лет // Лёд и Снег. 2016. Т. 56. № 1. С. 5–19.
Чижова Ю.Н., Михаленко В.Н., Васильчук Ю.К., Буданцева Н.А., Козачек А.В., Кутузов С.С., Лаврентьев И.И. Изотопный состав кислорода снежно-фирновой толщи на Восточной вершине Эльбруса // Лёд и Снег. 2019. Т. 59. № 3. С. 293–305. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2019-3-426
Bohleber P., Erhardt T., Spaulding N., Hoffmann H., Fischer H., Mayewski P. Temperature and mineral dust variability recorded in two low-accumulation Alpine ice cores over the last millennium // Climate of the Past. 2018. V. 14. P. 21–37. https://doi.org/10.5194/cp-14-21-2018
Ciais P., Jouzel J. Deuterium and oxygen 18 in precipitation: An isotopic model including mixed cloud processes // Geophys. Research Letters. 1994. V. 99. P. 16793–16803.
Dansgaard W. Stable isotopes in precipitation // Tellus. 1964. V. 16. № 4. P. 436–468.
Draxler R.R., Hess G.D. An overview of the HYSPLIT_4 modeling system of trajectories, dispersion, and deposition // Austral. Meteorol. Magasin. 1998. V. 47. P. 295–308.
Gat J.R. Atmospheric water balance – the isotopic perspective // Hydrological Processes. 2000. V. 14. P. 1357–1369.
Gat J., Carmi I. Evolution of the Isotopic Composition of Atmospheric Waters in the Mediterranean Sea Area // Geophys. Research Letters. 1970. V. 75. P. 3039–3048. https://doi.org/10.1029/JC075i015p03039
Jing Z., Yu W., Lewis S., Thompson L.G., Xu J., Zhang J., Xu B., Wu G., Ma Y., Wang Y., Guo R. Inverse altitude effect disputes the theoretical foundation of stable isotope paleoaltimetry // Nature Communication. 2022. V. 13. P. 4371. https://doi.org/10.1038/s41467-022-32172-9
Kalnay E., Kanamitsu M., Kistler R., Collins W., Deaven D., Gandin L., Iredell M., Saha S., White G., Woolen J., Zhu Y., Leetmaa A., Reynolds R. The NCEP/NCAR 40-year reanalysis project // Bull. Amer. Meteorol. Society. 1996. V. 77. P. 437–471.
Keck L. Climate significance of stable isotope records from Alpine ice cores: Combined Faculties for the Natural Sciences and for Mathematics. Dissertation for the degree of Doctor of Natural Sciences. Heidelberg, 2001. 141 p.
Kistler R., Kalnay E., Collins W., Saha S., White G., Woollen J., Chelliah M., Ebisuzaki W., Kanamitsu M., Kousky V., Van den Dool H., Jenne R., Fiorino M. The NCEP–NCAR 50-Year Reanalysis: Monthly Means CD-ROM and Documentation // Bull. Amer. Meteorol. Society. 2001. V. 82 №. 2. P. 247–268.
Kutuzov S., Legrand M., Preunkert S., Ginot P., Mikhalenko V., Shukurov K., Polyukhov A., Toropov P. The Elbrus (Caucasus, Russia) ice core record – Part 2: history of desert dust deposition // Atmospheric Chemistry and Physics. 2019. V. 19. P. 14133–14148. https://doi.org/10.5194/acp-19-14133-2019
Mikhalenko V., Sokratov S., Kutuzov S., Ginot P., Legrand M., Preunkert S., Lavrentiev I., Kozachek A, Ekaykin A., Faïn X., Lim S., Schotterer U., Lipenkov V., Toropov P. Investigation of a deep ice core from the Elbrus western plateau, the Caucasus, Russia // The Cryosphere. 2015. V. 9. P. 2253–2270. https://doi.org/10.5194/tc-9-2253-2015
Pfahl S., Sodemann H. What controls deuterium excess in global precipitation? // Climate of the Past. 2014. V. 10. P. 771–781. https://doi.org/10.5194/cp-10-771-2014
Rozanski K., Arguas-Arguas L., Gonfiantini R. Relation between long-term trends of Oxygen-18 isotope composition of precipitation and climate // Science. 1992. V. 258. № 5084. P. 981–985. https://doi.org/10.1126/science.258.5084.981
Rozanski K., Johnsen S.J., Schotterer U. Thompson, L.G. Reconstruction of past climates from stable isotope records of palaeo-precipitation preserved in continental archives // Journ. of the Hydrological Sciences. 1997. V. 42. P. 725745. https://doi.org/10.1080/02626669709492069
Salmon O.E., Welp L.R., Baldwin M.E., Hajny K.D., Stirm B.H., Shepson P.B. Vertical profile observations of water vapor deuterium excess in the lower troposphere // Atmospheric Chemistry and Physics. 2019. V. 19. P. 11525–11543. https://doi.org/10.5194/acp-19-11525-2019
Schotterer U., Fröhlich K., Gäggeler H.W., Sandjordj S., Stichler W. Isotope Records from Mongolian and Alpine Ice Cores as Climate Indicators // Climatic Change. 1997. V. 36. P. 519–530.
Shukurov K.A., Chkhetiani O.G. Probability of transport of air parcels from the arid lands in the Southern Russia to Moscow region // Proc. SPIE. 2017. V. 10466. P. 104663V. https://doi.org/10.1117/12.2287932
Sodemann H., Aemisegger F., Pfahl S., Bitter M., Corsmeier U., Feuerle T., Graf P., Hankers R., Hsiao G., Schulz H., Wieser A., Wernli H. The stable isotopic composition of water vapour above Corsica during the HyMeX SOP1 campaign: Insight into vertical mixing processes from lower-tropospheric survey flights // Atmospheric Chemistry and Physics. 2017. V. 17. P. 6125–6151. https://doi.org/10.5194/acp-17-6125-2017
Stein A.F., Draxler R.R., Rolph G.D., Stunder B.J.B., Cohen M.D., Ngan F. NOAA’s HYSPLIT atmospheric transport and dispersion modeling system // Bull. Amer. Meteorol. Society. 2015. V. 96. P. 2059–2077.
Stenni B., Masson-Delmotte V., Selmo E., Oerter H., Meyer H., Röthlisberger R., Jouzel J., Cattani O., Falourd S., Fischer H., Hoffmann G., Iacumin P., Johnsen S., Minster B., Udisti R. The deuterium excess records of EPICA Dome C and Dronning Maud Land ice cores (East Antarctica) // Quaternary Science Rev. 2010. V. 29. P. 146–159.
Tian L., Yao T., Li Z., MacClune K., Wu G., Xu B. Recent rapid warming trend revealed from the isotopic record in Muztagata ice core, eastern Pamirs // Journ. of Geophys. Research. 2006. V. 111. P. D13103. https://doi.org/10.1029/200JD006249
Vasil’chuk Yu., Chizhova Ju., Frolova N., Budantseva N., Kireeva M., Oleynikov A., Tokarev I., Rets E., Vasil’chuk A. A variation of stable isotope composition of snow with altitude on the Elbrus Mountain, Central Caucasus // Geography, Environment, Sustainability. 2020. V. 13. № 1. P. 172–182. https://doi.org/10.24057/2071-9388-2018-22
Vimeux F., Masson V., Delaygue G., Jouzel J., Petit J.R., Stievenard M. A 420,000 year deuterium excess record from East Antarctica: Information on past changes in the origin of precipitation at Vostok // Journ. of Geophys. Research. Atmosphere. 2001. V. 106. № D23. P. 31863–31873.
Wallace J., Hobbs P. Atmospheric Science: An Introductory Survey. Academic, San Diego, California. 2006. 488 p.