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。

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．

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。