Isotopic variability in tropical cyclone precipitation is controlled by Rayleigh distillation and cloud microphysics

Isotopic variability in tropical cyclone precipitation is controlled by Rayleigh distillation and cloud microphysics
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热带气旋降水的同位素变化由瑞利蒸馏和云微物理控制

DOI：
10.1038/s43247-022-00381-1
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发表时间：
2022
期刊：
Communications Earth & Environment
影响因子：
7.9
通讯作者：
Banner, Jay
Banner, Jay
中科院分区：
环境科学与生态学2区
文献类型：
--
作者：
Sun, Chijun;Tian, Lijun;Shanahan, Timothy M.;Partin, Judson W.;Gao, Yongli;Piatrunia, Natasha;Banner, Jay

文献摘要

参考文献

被引文献

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热带气旋产生的降雨具有极负的同位素值（δ 18 O和δ2H），但对热带气旋期间同位素分馏的控制知之甚少。在这里，我们研究了飓风哈维（2017年）期间德克萨斯州中部降雨的同位素组成，以更好地了解这些过程。降水δ18O趋向于更负的值，这是由于产生降水的气团在向风暴中心行进时的瑞利蒸馏的结果。叠加在这些逐渐的变化是突然的同位素变化与异常低的氘过量值。这些似乎是由微物理过程控制的采样位置与螺旋雨带的通道。同位素支持的气候模拟表明，从每年解析的同位素代用记录中识别热带气旋的特征是可能的，但这将取决于风暴的大小和风暴系统核心的位置。
Tropical cyclones produce rainfall with extremely negative isotope values (δ18O and δ2H), but the controls on isotopic fractionation during tropical cyclones are poorly understood. Here we studied the isotopic composition of rainfall at sites across central Texas during Hurricane Harvey (2017) to better understand these processes. Rainfall δ18O trend towards more negative values as a result of Rayleigh distillation of precipitation-generating airmasses as they travel towards the center of the storm. Superimposed on these gradual changes are abrupt isotopic shifts with exceptionally low deuterium excess values. These appear to be controlled by microphysical processes associated with the passage of spiral rainbands over the sampling locations. Isotope-enabled climate modeling suggests that it may be possible to identify the signature of tropical cyclones from annually resolved isotopic proxy records, but will depend on the size of the storm and the proximity of the site to the core of the storm system.
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通讯作者： C. Risi;D. Noone;J. Worden;C. Frankenberg;G. Stiller;Michael T. Kiefer;B. Funke;K. Walker;P. Bernath;M. Schneider;D. Wunch;V. Sherlock;N. Deutscher;D. Griffith;P. Wennberg;K. Strong;D. Smale;E. Mahieu;S. Barthlott;F. Hase;O. García;J. Notholt;T. Warneke;G. Toon;D. Sayres;S. Bony;Jeonghoon Lee;D. Brown;R. Uemura;C. Sturm
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R. Sánchez‐Murillo;A. Durán‐Quesada;G. Esquivel‐Hernández;Daniela Rojas-Cantillano;C. Birkel;K. Welsh;M. Sánchez-Llull;C. Alonso-Hernández;D. Tetzlaff;C. Soulsby;J. Boll;N. Kurita;K. Cobb
通讯作者： R. Sánchez‐Murillo;A. Durán‐Quesada;G. Esquivel‐Hernández;Daniela Rojas-Cantillano;C. Birkel;K. Welsh;M. Sánchez-Llull;C. Alonso-Hernández;D. Tetzlaff;C. Soulsby;J. Boll;N. Kurita;K. Cobb