跃移层风吹雪升华的数值模拟

发布时间：2020-08-23 11:52

【摘要】：雪粒在湿度不饱和的大气环境中会发生升华。雪的升华不仅会直接引起雪粒质量、结构的改变,而且是雪面质能平衡的重要组成部分,显著地影响着融雪径流等,甚至会促发风吹雪灾害,如雪崩,因此具有冰河学和水文学重要性。雪升华有两种方式—风吹雪升华和雪面升华。由于风吹雪过程中雪粒的暴露面积大,因此风吹雪升华速率及其影响也相对较大。目前关于风吹雪升华的研究大多侧重于悬移雪粒,而忽略了跃移雪粒的升华。本文首先通过建立雪粒与风场耦合作用下的风吹雪跃移运动模型,结合单颗冰晶升华速率公式,追踪每颗空中运动粒子,初步研究跃移雪粒的升华,给出了风吹雪升华的发展过程,发现了风吹雪升华速率随着风速的增大呈线性增大,而且证明了跃移雪粒升华的重要性。然后,在此基础上,加入近地表大气的水、热平衡方程,研究了考虑风场-雪粒-温度等多场耦合作用以及多因素影响下的跃移层风吹雪升华对周围大气的热力学效应,并比较分析了不同的水分输送机制对风吹雪升华的负反馈效应的影响。结果表明：有效的水分输送机制,如水平对流,能够显著地减弱升华的负反馈效应,使得升华能够长时间地持续发生：颗粒数密度是控制风吹雪升华速率的一个重要因素；跃移雪粒的体积升华速率大大高于悬移雪粒的体积升华速率,再次证明了跃移层的风吹雪升华对区域积雪分布以及雪面质能平衡的重要影响。因此,跃移层的风吹雪升华不能忽略,并应引起学者们更多的关注与研究。
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P426.63
【图文】：

降雪量占较大的比重，可达到８０％甚至更大（杨针娘等，２０００）。许逡逑多高巧度和高山区域，气候寒冷，降雪形成的积雪覆盖大地，可达半年甚至更长逡逑时间。在全球范围内，积雪分布广泛（如图１－１），其面积约占全球表面积的２３％。逡逑我国的积雪面积超过４２万平方公里，且年平均积雪日数大于等于３０天的区域面逡逑积约占全国陆地面积的％％邋（杨针娘等，２０００）。积雪是水的兰相混合的复杂系逡逑统，其中冰晶颗粒构成其骨架，在顿粒空隙间有液态水或者水汽。逡逑【ｊ＂二逡逑图＾１世界积雪分布（中国大百科全书）图１－２山峰风吹雪事件（摄影：Ｐ．Ｎｅｕｓｓｅｒ）逡逑积雪是一种特殊形式的地面覆盖，对人类生存及自然环境均具有重要的影逡逑响。它是重要的淡水资源；对±壤有保温蓄水作用；并且是气候变化的指示器；逡逑但也可能会引发风吹雪灾害。逡逑风吹雪（又叫风雪流）是气流挟带地面松散的静态雪粒

本文编号：2801492