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基于CLM4.5土壤风蚀模型的河北省土壤释尘量模拟

2018-05-13王小伟

农业工程学报 2018年8期
关键词:风速模型

王小伟 ,王 卫

(1. 河北师范大学资源与环境科学学院,河北省环境演变与生态建设实验室,石家庄 050016;2. 河北女子职业技术学院,石家庄 050051)

0 引 言

随着经济社会不断发展,中国大气污染问题日益严重。研究表明,由地表风蚀而注入到大气中的土壤风蚀尘,是大气污染物的主要组分之一[1-3]。土壤风蚀起尘不但造成大气污染,还破坏了土壤结构,造成土壤物质流失,加剧了地区的荒漠化[4]。悬浮在大气中的土壤风蚀粉尘,不但危害人体健康[5-6],还改变地面大气辐射平衡和气溶胶的酸碱度[7],对硫酸盐和硝酸盐的输送和沉降有着重要的影响[8-9];长距离输送而注入海洋的土壤风蚀粉尘还影响了海洋的生物地球化学过程和生物量,可能引起全球气候系统和生态系统的变化[10-11]。

土壤风蚀粉尘引起一系列环境问题,使很多学者开始关注土壤风蚀的释尘量研究。学术界通过室内风洞试验和野外定点观测,在风沙物理学理论支持下,提出了很多半机理模型,定量模拟土壤的释尘量。这些模型有:Gillette的风蚀粉尘释放模型[12-13]、美国EPA风蚀粉尘释放模式[14-15]、邵亚平的风蚀粉尘释放模型[16-18]、DPM风蚀粉尘释放模型[19-20]、DUSTRAN 模型[21]、Zender的DEAD模型[22]以及全球沙尘循环模型中关于沙尘释放的模拟[23-24]等。相比国外土壤风蚀粉尘模型的研究,国内学者大多是应用上述模型进行释尘量模拟研究[25-32],也有部分开展自主的方法或模型研究[33-34]。研究结果表明,上述模型都能模拟出土壤风蚀粉尘释放的时空分布特征,但不同模型模拟出的释尘通量存在显著的差异,差异甚至达到几个数量级[35],主要原因是不同模式在模拟释尘量时对起尘物理过程的简化程度及考虑参数各不相同。……

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