1978 / 2019-08-30 22:52:01

粉尘释放过程中的土壤水分变化与地表更新机制研究

10、干旱区环境与风沙科学 > 专题3：风沙（风蚀）动力学与数理模型

矿物粉尘释放是全球气候系统中重要的子过程。现阶段的粉尘释放模型中多将粉尘释放视为稳态过程，忽略了其中主要机理随时间和空间的变化与相互作用过程，导致现有全球模式中粉尘模拟结果与实验有较大误差。最新研究结果表明，粉尘释放过程受粉尘供给与土壤含水率等多种因素的限制，释放初期主要以流体夹带形式进行，释放率较高且只能维持较短时间，后期以颗粒跃移为主要形式维持地表更新，粉尘释放以相对较低的释放通量进行。本文基于风沙物理学与土壤水动力学的理论，考虑表土蒸发导致的土壤含水率变化以及风蚀过程形成的地表更新过程，建立了能够模拟多阶段粉尘释放过程的动态模型，实现了对粉尘释放过中土壤水分变化与地表更新过程的定量模拟。结果表明：地表含水率在粉尘释放初期相对稳定，干土层消失后迅速达到新的稳定状态，且其稳定值随风速线性增加；地表更新过程在释放初期主要受粉尘供给与跃移运动限制，后期土壤含水率为主要影响因素。