DPM模型计算中国北方沙漠地区粉尘释放通量

本文利用DPM(Dust Production Model)模型模拟计算了我国北方沙漠地区不同的土壤微团粒在不同的地表粗糙度和地表摩擦风速下的水平跃移通量、粉尘释放通量、粉尘释放效率以及在特定量中粉尘粒子的质量和数浓度的分布,并对上述计算结果进行了讨论和分析。通过与实际观测结果进行对比的粗糙度和地表摩擦风速下粉尘释放通量后发现二者基本一致,从而证明了DPM模型是可以用来初步模拟中国北方沙漠地区的粉尘释放过程,这将有利于进一步较准确得模拟沙尘的输送、沉降以及气候效应。

半湿润地区农田土壤粉尘释放的风洞模拟研究

采用风洞模拟手段对地处半湿润区的北京市农田土壤风蚀中的粉尘释放规律进行研究。结果表明,研究区农田粉尘释放强度随风速增大呈指数规律增大,粉尘在风蚀物的含量随风速增大呈指数规律降低。近地表粉尘质量流量随高度增加呈幂函数规律降低,在风蚀物中的含量随高度增加呈线性增大。粉尘粒径随风速增大而变粗,之后达到稳定状态。近地表粉尘粒度组成沿垂直方向的变化可以划分为两段,0～20 cm高度层的双峰态分布和20～60 cm高度层的三峰态分布。随着高度增加,释尘粒度组成变细。

半干旱地区农田地表粉尘释放的野外观测试验研究

通过研究不同时期半干旱地区农田地表粉尘释放特征,采用野外观测对比分析的方法,分析不同地表特征与地表空气动力学粗糙度的相关性、不同季节和不同地表土壤类型与地表粉尘释放的相关性,得到了半干旱地区农田粉尘释放通量。结果表明,半干旱地区裸露的农田中沙壤土农田地表粉尘释放通量最大,地表粉尘释放通量为21～39μg·m^(-2)·s^(-1);其次是壤土农田,地表粉尘释放通量为12～19μg·m^(-2)·s^(-1);黏壤土农田地表粉尘释放通量最小,在5～8μg·m^(-2)·s^(-1)。

有关粉尘释放模型的应力分配模式存在问题的讨论

准确模拟粉尘释放通量对评价粉尘气溶胶的气候效应、沙漠化和沙尘暴防治具有重要意义。敏感性试验、室内和野外风洞实验表明被广泛使用的DPM(Dust Production Model)粉尘释放模型的2个应力分配模式———Marticorena模式和A lfaro模式存在明显问题:由于目前空气动力学粗糙度模式还不能考虑粗糙元间隙率和粗糙元分布状况空气动力学粗糙度的影响,以空气动力学粗糙度为主要参数的Marticorena模式和A lfaro模式还不能考虑粗糙元间隙率和粗糙元分布状况对应力分配的影响,而相关实验表明这些因素对应力分配存在显著影响;Marticorena模式和A lfaro模式预测的应力分配系数和起动摩阻风速存在显著差异,目前实验结果还不能判断二者正确与否;Marticorena模式和A lfaro模式预测的能够有效控制风蚀的应空气动力学粗糙度与实际观测相矛盾。针对上述问题提出了通过风洞实验改进当前应力分配模式的主要途径。

陕西中北部农田地表粉尘释放影响因素研究

为研究陕西中北部地区农田地表粉尘释放特征,选取裸露农田进行野外观测,探讨土壤表土含水量、摩阻风速、土壤类型和地表粗糙度等对农田地表粉尘释放的影响。结果表明,在无植被覆盖、摩阻风速一定的情况下,不同土壤类型的地表粉尘释放通量是不同的;土壤类型相同,体积含水量在0.5%-1.5%时,粗糙度与地表粉尘释放通量呈幂函数关系,是影响地表粉尘释放的决定性因素;在土壤含水量较小时,土壤表土含水量与地表粉尘释放通量呈线性关系;在土壤表土含水量变化不大,土壤类型相同时,摩阻风速与地表粉尘释放通量呈4次幂函数关系。陕西中北部地区农田地表粉尘释放通量的影响因素包括土壤类型、土壤表土含水量、地表粗糙度和摩阻风速等。

宁夏农田土壤粉尘释放过程试验研究

为揭示农田土壤风蚀引起的粉尘释放特征,以宁夏4种农田土壤为研究对象,通过室内风洞模拟试验的方式,对试验中粉尘释放进入气流的PM10进行实时监测,以PM10浓度和PM10通量为指标分析了风速对粉尘释放的影响,对比了不同土壤的粉尘释放能力。结果表明：农田土壤风蚀中的粉尘释放具有瞬时性特征;各土样的累积最大PM10通量随风速的变化趋势差异较大,土样PL在风速6~9m/s时引起的最大PM10通量变化最大,土样TX和YC在风速15~18m/s时引起最大PM10通量变化最大;各土样的累积平均PM10通量随着风速的变化趋势一致,呈二次函数增大;平均粉尘通量和风蚀量之间呈对数函数关系;在研究所选4种宁夏农田土壤中,粉尘释放能力在风速达到9m/s后表现出一致且明显的差异,从大到小依次为PL〉TX〉YC〉YN。

城郊农田地表粉尘释放与城市大气污染相关性研究

针对中国北方城市颗粒物污染比较严重的现实,选取城郊裸露期农田,分析地表粉尘释放与城区空气颗粒物污染的相关性,旨在探索城市大气污染的来源,为采取合理的防范措施提供技术依据。研究发现:西安城郊农田地表粉尘释放通量与城区平均能见度和城区PM10存在一定的相关性;西安空气中颗粒相及气相OCPs与农田地表土壤中OCPs各组分含量基本呈对应关系,说明西安市空气中的OCPs很大程度上来自农田土壤的粉尘释放。

农田地表粉尘释放对周边环境影响的研究进展

我国北方地区城市空气污染严重,对人体健康、农业生产等带来严重危害,农田地表粉尘释放是造成城市污染的重要来源之一。本文主要概述了农田地表粉尘释放对城市空气颗粒物、土壤有机氯农药释放及土壤有机肥力损失等方面的影响研究进展,强调控制地表起尘的重要意义,为有效减少城市空气污染、降低农业损失提供参考。

土壤粉尘释放能力与土壤性质关系的初步研究

土壤粉尘释放能力是决定区域粉尘释放强度的关键因素,但一直缺少适合的土壤性质指标进行表征。采用野外取样分析与风洞实验手段,就土壤粉尘释放能力与土壤性质的关系进行初步研究。结果表明:各种与风蚀相关的土壤基本理化性质中,只有粉沙和沙粒含量对土壤粉尘释放能力的影响较显著,土壤粉尘释放能力随土壤中粉沙和沙粒含量增加具有先增大后降低的趋势,支持了有关学者提出的中等质地土壤具有最强粉尘释放能力的观点。土壤粉尘释放能力与土壤干团聚体粒度组成关系紧密,具有随土壤可蚀性颗粒中粒径<0.05 mm细颗粒含量(C<_(0.05/<0.85))增加呈线性规律显著增加,随土壤可蚀性颗粒中粒径0.1~0.5 mm跃移颗粒含量(C_(0.1-0.5/<0.85))增加呈幂函数规律显著降低的趋势。各项土壤理化性质指标中,土壤干团聚体中粒径<0.05 mm细颗粒含量(C<0.05)不仅能够反映各种土壤基本理化性质对土壤粉尘释放能力的综合影响,而且与决定土壤粉尘释放能力的两个正向指标——土壤可蚀性颗粒含量(C_(<0.85))和C_(<0.05/<0.85)均呈显著的线性正相关关系,应是表征团聚体发育土壤表面粉尘释放能力较合适的土壤性质指标,这得到土壤样品分析结果的初步证实,但还需要进一步的实验验证。

土壤风蚀中粉尘释放问题的研究进展

土壤风蚀中的粉尘释放问题是国际风沙研究的核心课题之一,近年来研究进展很快,但对研究进展的介绍还不够系统和全面。基于此,对国内外土壤风蚀中粉尘释放问题的研究历史进行了较为全面的梳理,首次进行了阶段划分,提炼了各阶段的主要研究成果,介绍了当前对粉尘释放机制的一些新认识;在对粉尘释放模型重新分类的基础上,介绍了各类模型的建模过程、优缺点及其在全球粉尘模型和区域粉尘模型中的应用。本文还提出了当前粉尘释放研究的一些热点和难点问题,希望能为相关学者开展该领域研究工作提供一定的参考。

戈壁近地表粉尘释放动力机制的野外风洞试验

跃移沙粒的轰击是戈壁地表粉尘释放的主要动力机制。以往对戈壁粉尘释放的包括风洞试验及野外监测的研究,由于高频测量仪器与试验方法的欠缺,无法定量化跃移沙粒能量等因素对戈壁地表粉尘释放的影响。本研究采用野外风洞,利用Sensit传感器对跃移沙粒不同能量过程进行测定,研究不同供沙条件下的戈壁近地表(0~20 cm)范围内的粉尘变化规律与地表粉尘释放动力机制。结果表明:跃移沙粒轰击作用是戈壁地表粉尘释放主要因素,也是评估粉尘释放程度的重要指征;跃移沙粒的反弹能量与粉尘释放通量相关性最强,冲击能量次之,5 cm高度撞击能量相关性最小,表明跃移沙粒轰击形成的冲击及反弹能量的转化是粉尘释放的一个重要动力过程。

毛乌素沙地的粉尘释放通量观测及DPM模型的野外验证

目前关于中国粉尘源区的释放通量观测数据很少,被经常使用的DPM粉尘释放模型在中国源区的可靠性还没有得到验证．2002年春季在毛乌素沙地开展了野外观测实验,分别观测了跃移通量、<10μm的粉尘释放通量、温度和风速梯度．观测期间平均摩阻风速在0．26-0．35 m．s-1之间,实测的跃移通量约在0．07～8．00 g·m-1·s-1之间,实测和模拟的跃移通量较为一致,跃移通量方程经验系数取2．61比较合适;在3次局地的粉尘释放过程中,实测的粉尘释放通量约在1～3μg·m-2·s-1之间,模拟的粉尘释放通量偏高,说明该模型在低风速条件下还需要校正．通过与前人数据的比较,发现松散的砂质土的跃移通量大于具有物理结皮的砂质土和存在大土壤团块的壤质土,说明在相同摩阻风速条件下,松散的砂质土的粉尘释放通量最大,预示中国北方粉尘的主要源地在沙漠和沙漠化的土地．

粉尘释放和沉积机制的研究进展

风蚀地表释放的粉尘气溶胶在其输送和沉积过程中产生的直接和间接环境效应促进了对其释放和沉积机制的研究。随着土壤风蚀研究的发展,对粉尘释放机制有了较为深入地研究,从简单的经验方程模型发展到目前考虑粉尘释放微观过程的具有清晰物理机制的释放模型,并在大尺度沙尘预报研究中得到了广泛应用。粉尘沉积主要集中于对干沉积和云下清除过程的研究,而对云内清除过程认识不足。简要回顾了粉尘释放和沉积机制研究的发展历史,系统地评述了研究的现状,提出了粉尘释放和沉积模拟研究中存在的问题和今后的发展趋势。

塔克拉玛干沙漠空气动力学粗糙度对粉尘释放的影响

探究空气动力学粗糙度对粉尘释放的影响,有助于评估区域土壤风蚀及大气环境质量和气候效应.采集塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站2014~2016年4月梯度气象站的风、温等资料,通过风速比法计算了中性大气层结及无风沙运动条件的空气动力学粗糙度,借助风蚀传感器监测地表跃移颗粒数,根据DPM模型计算粉尘释放通量,综合分析了空气动力学粗糙度与摩阻风速及粉尘释放通量的相互关系.结果表明:(1)中性层结大气条件下稳定床面的空气动力学粗糙度取值范围为0.3×10~7.8×10m,平均为5.4×10m;(2)摩阻风速数量级变化在10~10m·s,跃移起动摩阻风速达到0.21m·s时,粉尘释放/悬移事件发生;(3)实测跃移通量约为模拟值的123%,二者相关性较好,决定系数R~2为0.91.因此,DPM粉尘释放模型可以表征模拟值和实测值的相关性,得出的研究结果能较好地反映空气动力学粗糙度与摩阻风速分布特征及其对粉尘释放的影响,对定量评估区域乃至全疆的粉尘释放通量等具有重要意义.

可燃性粉尘环境危险区域的分类和划分

文章详细介绍了新制定的国际电工委员会标准IEC612 4 1 - 3( 1997) ,并对国内外的相关标准的发展进行了阐述和对比 ,就可燃性粉尘环境危险区域的分类和划分进行了举例说明。

我国粮食行业可燃性粉尘危险区域的划分

介绍国内外相关标准对可燃性粉尘危险区域划分的发展与现状,分析粉尘危险区域划分的目的、原则、过程及举例,提出对我国粮食行业可燃性粉尘危险区域应进行重新划分的意见。

粉尘爆炸危险区域的划分方法

结合有关国家标准和国际防爆标准 ,论述粉尘爆炸区域划分的意义、原则 。

粉尘爆炸性危险区域在散粮筒仓系统的划分

粉尘爆炸危险环境区域的合理划分对建筑结构、工艺和电气设备选型、粉尘控制及运行管理等具有重要的指导意义。散粮筒仓系统在生产过程中会出现粮食粉尘泄漏,从而导致粉尘爆炸危险。本文就爆炸性危险区域在散粮筒仓系统中的划分方面进行了论述。

饲料加工场所粉尘爆炸的预防和防护

随着人们对安全生产的认识日益加深,饲料加工场所中可燃粉尘的爆炸风险也日渐受到相关部门和单位的高度重视。文章重点介绍饲料加工场所中粉尘爆炸危险场所分类的必要性,以及场所分类的原则和方法,同时大量列举了当前工艺设备条件下的饲料加工场所中粉尘爆炸危险区域和区域范围,以预防粉尘爆炸或降低粉尘爆炸的风险。

便携式粉尘观测仪测定腾格里沙漠和毛乌素沙地PM_(10)释放通量

中国北方沙漠和沙地是亚洲粉尘释放的重要源区,定量估算这一地区的粉尘释放量有助于评估区域大气环境质量及其气候效应.目前,对中国北方粉尘释放量的估算主要是基于模拟结果,野外直接观测数据很少.利用一种新型的粉尘释放观测仪器——便携式粉尘观测仪（PI-SWERL）,测量腾格里沙漠和毛乌素沙地若干典型地表（沙丘、干湖、灌丛沙丘、河流冲积物等）的粉尘释放通量,获得了不同地表潜在粉尘释放量的直接观测数据.结果表明,不同地表的PM10释放通量存在较大差异,但均随摩阻风速的增加而增加.在相同的摩阻风速U＊=0.55 m/s条件下,灌丛沙丘的PM10通量最高（0.70~10.23 mg/（m2 s））,河流冲积物次之（0.12~4.97 mg/（m2 s））,干湖湖底、沙丘等地表的通量较小（〈0.5 mg/（m2 s））.对比试验表明,破碎结壳地表释放的PM10通量是未破碎结壳的几倍甚至几十倍;披覆松散沙粒结壳地面的PM10释放通量高出未披覆的1~2个数量级.对比前人研究结果,PI-SWERL可以较好地反映不同源区粉尘释放的差异,对定量评估区域乃至全球的粉尘释放量等具有重要意义.