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大气降水作为水循环过程中一个必不可少的环节,因此,对其稳定同位素特征进行分析研究有助于深刻理解水循环的整个过程。祁连山中段由于其地理位置和生态环境的特殊性,是全球气候变化响应的热点地区。鉴于此,对该区域5个站点2015年8月到2016年8月的降水、典型降水的稳定同位素特征及水汽来源方向等问题进行了系统的分析。结果表明:(1)祁连山中段δ18O值范围是:-33.3‰-9.79‰,δD值范围是:-264.9‰-67.5‰。夏、秋季同位素波动比春、冬季显著。降水稳定同位素、气温和降水量均是夏高冬低的趋势,相对湿度在冬季稍低。整体而言,研究区大气水线斜率和截距均高于全球大气水线,截距随着降水量的增加而增大,d与降水量、温度及相对湿度呈正相关关系。δ8O与温度之间的正相关性较好,整体上存在微弱的降水量效应。祁连山中段降水δ18O的高度梯度为-0.45‰/100 m。(2)各站点降水受西风、西南、东南季风、局地和北部水汽的共同影响,西风水汽影响最为显著,夏季受东南方向水汽影响显著。其中,肃南、民乐和托勒在春、夏季还受北部水汽影响,肃南、野牛沟和祁连在夏季还受西南方向水汽影响。下垫面地势较高时后向轨迹高度也较高。(3)研究点以北的河西走廊、周围的祁连山区,柴达木盆地北部及酒泉地区西南部是主要潜在蒸发源地,此外,塔里木盆地北部、新疆东部及高原东南部蒸发水汽对研究区降水也有所贡献。风玫瑰图表明研究点周围及其西北、东北部是其潜在蒸发源地。西风水汽整体富集重同位素,d值较高;季风水汽在夏季重同位素贫化,冬季重同位素富集,d值低;局地和北部水汽的d值往往较高。(4)通过对肃南和野牛沟的两次持续性降水事件研究发现,大气水线斜率和截距及降水稳定同位素值与气象条件关系密切,降水过程符合瑞利分馏模型。8次强降水事件发生时的温度、相对湿度和d值较高,稳定同位素值较贫化,云下二次蒸发效应较弱。典型降水事件均受西风、西南季风、东南季风和局地水汽多种水汽影响,尤其是季风水汽,d值较低,其次是北方水汽及西风水汽,d值均较高,多种水汽辐合是强降水事件发生的必要条件。