植物燃烧碳排放因子及其与林火行为的关系

发布时间：2018-05-25 01:13

  本文选题：森林火灾 + 碳排放因子　； 参考：《中国科学技术大学》2017年硕士论文

【摘要】：森林火灾碳排放是大气环境中CO_2气体的主要来源之一,对温室效应及全球气候变化等方面有显著影响。碳排放因子(或碳转化率)是森林火灾碳排放评估核心参数,决定了火灾碳排放量衡量的准确性。本项工作以森林火灾碳排放为主题,围绕森林火灾碳排放因子开展研究。近年来,森林火灾碳排放因子研究主要由室内燃烧试验和室外燃烧试验。室内燃烧实验重复性好,经济性高,可操作性强,但其与真实火灾环境相关性不高。而室外燃烧试验与真实火灾环境相关性好,但也存在着经济性差,可操作性不强的问题。基于此,本文提出基于锥形量热仪实验的植物燃烧碳排放研究方法,在拥有室内燃烧试验重复性、经济性的特点同时,兼顾实验环境与真实火灾环境的相关性。基于锥形量热仪实验,对广东省森林地区典型植物类型进行燃烧测试。通过重复试验和不同装载量实验,验证了利用锥形量热仪研究森林火灾碳排放的可行性和真实火灾场景的相关性。通过植物样品不同辐射热流强度下、不同含水量、不同燃烧状态实验结果对比分析,得出了植物燃烧过程碳排放因子变化规律。研究结果表明:因辐射热流强度和样品含水量的差异,树叶样品消耗碳元素向CO和CO_2的转化率(η_(CO)和η_(CO_2))分布范围分别为0.01～0.10和0.05～0.85,且随着辐射热流强度增大而显著提升;新鲜样品含水量的降低促使其由阴燃向明火转变,明火燃烧则会促进CO和CO_2的生成,这与开放环境中样品热解产物燃烧反应的效率以及碳烟形成有关。运用元素守恒方程和能量守恒方程,构建火行为参数与植物燃烧过程碳转化率关联模型,从理论上探讨林火行为对森林地表可燃物燃烧碳转化影响的机制和规律。针对广东林区典型地表可燃物的计算结果表明,随着火焰长度或火焰温度的增加,燃烧效率提高,消耗碳元素向CO_2的转化率η_(CO)增大;当火焰温度介于1000 K～1200 K之间时,碳转化率η_(CO_2)以及CO与CO_2排放比变化范围分别为0.44～0.95和0.02～0.20。进一步分析表明,火焰长度或火焰温度的提高标志着火焰区的燃烧反应更完全,消耗的碳向CO和烟颗粒的转化率相对减少,导致碳转化率η_(CO_2)增加。从本质上来说,森林地表可燃物火蔓延过程中的碳转化率实际是火行为的一种表现,据此可以成功解释野外试验观察到碳排放效率变化的规律。建立的计算模型为实际火灾现场碳排放量的可靠估算奠定了基础。
[Abstract]:Carbon emission factors ( CO _ 2 ) and CO _ 2 have been studied in this paper .
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S762

【参考文献】

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本文编号：1931405