Characteristics of water vapor isotopes and moisture sources for short-duration heavy rainfall events in Nanjing, eastern China

环境科学 气候学 水分 季风 副热带高压脊 中国 海底管道 热带气旋 体裂 含水量 海洋学 地质学 地理 降水 气溶胶 气象学 考古 岩土工程
作者
T. Xu,Hongxi Pang,Zhaojun Zhan,Hua Guo,Hans Christian Steen‐Larsen,Wangbin Zhang,Shugui Hou
出处
期刊:Journal of Hydrology [Elsevier]
卷期号:622: 129731-129731
标识
DOI:10.1016/j.jhydrol.2023.129731
摘要

Short-duration heavy rainfall causes severe urban flooding, threatening urban security and socio-economic development. The lower reaches of the Yangtze River are one of the regions with the highest frequency of short-duration heavy rainfalls in China. In this study, hourly stable isotope compositions in water vapor (δ18Ov and d-excessv) are analyzed for nine short-duration heavy rainfall events during the summer monsoon season (June to September) from 2013 to 2021 in Nanjing, eastern China. The circulation patterns that lead to these events can be divided into four types: tropical cyclone, low-pressure vortex, cold front, and western North Pacific subtropical high. During these events, δ18Ov is enriched, ranging from −18.8 ‰ to −13.7 ‰ with a pre-storm increasing trend. This is largely caused by strongly isolated meso- and small-scale convections and the close proximity of oceanic moisture sources. The d-excessv shows three different variation patterns during rainfall events: increasing, decreasing, and irregular fluctuations. They each correspond to the increasing contribution of terrestrial moisture from eastern China, proximal oceanic moisture from China’s offshore waters (including the South China Sea, East China Sea, and Yellow Sea), and the mixing influence of these two moisture sources. Multiple patterns of the d-excessv variations reflect both importance of terrestrial moisture from eastern China and oceanic moisture from China’s offshore waters for summer short-duration heavy rainfall events in eastern China.
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