沙丘形态动力学数值模拟：以真实空间元胞自动机模型（ReSCAL）为例

沙丘研究不再局限于现有沉积状态的描述，而是延伸到其形成发育机理的研究。本文通过ReSCAL沙丘模型的数值模拟分析，获得如下结论：1）ReSCAL沙丘模型实现了风况因素影响下复合型沙丘的形成发育过程，揭示了复合沙丘表面次生沙丘形成与星状沙丘翼角延伸的动力机制，提出了沙丘形态与近地表风况之间的互馈机制对近地表风沙流的影响是次生沙丘出现和星状沙丘翼角延伸的重要原因。2）示踪了沙粒的移动轨迹，发现了沙粒每次在沙丘背风坡的埋藏深度具有随机性，使得沙颗粒的平均埋藏时间不同于以往计算的更新时间，继而发现新月形沙丘沙平均埋藏时间等于纵向最大剖面面积与其对应单宽输沙率的比值。3）基于沙丘脊线走向数学方法的发展，并结合ReSCAL沙丘模型的数值模拟结果，发现双向风况模式下，沙源供应能力的变化不仅能塑造不同的沙丘形态，而且能改变沙丘的生长发育模式，甚至是沙丘臂膀的延伸方向（走向）。