【摘要】：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,我國(guó)大氣污染問題日益嚴(yán)重。目前,河北省已成為大氣污染最為嚴(yán)重的地區(qū)之一。研究表明,土壤風(fēng)蝕塵對(duì)大氣污染物PM10的貢獻(xiàn)率通常在20%～60%之間,是大氣污染物的主要組分之一。土壤風(fēng)蝕起塵不但造成大氣污染,還破壞了土壤內(nèi)部結(jié)構(gòu),造成土壤物質(zhì)流失,加劇了地區(qū)的荒漠化。懸浮在大氣中的土壤風(fēng)蝕塵,不但危害人體健康,還改變地面大氣輻射平衡和氣溶膠的酸堿度,對(duì)硫酸鹽和硝酸鹽的輸送和沉降有著重要的影響;長(zhǎng)距離輸送而注入海洋的土壤風(fēng)蝕塵因?yàn)楦缓瑺I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而影響了海洋的生物地球化學(xué)過程和生物量,可能引起全球氣候系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)的變化。土壤風(fēng)蝕塵引起的一系列環(huán)境問題,使很多學(xué)者開始關(guān)注土壤風(fēng)蝕塵的釋塵量研究。在風(fēng)沙物理學(xué)理論支持下,一些學(xué)者通過室內(nèi)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和野外定點(diǎn)觀測(cè),提出了很多半機(jī)理模型,定量模擬土壤風(fēng)蝕塵的釋塵量。這些模型都能模擬出土壤風(fēng)蝕塵釋放的時(shí)空分布特征,但不同模型模擬出的土壤風(fēng)蝕塵的釋塵通量卻差異顯著,甚至達(dá)到幾個(gè)數(shù)量級(jí),所以土壤風(fēng)蝕塵模型仍需更多的區(qū)域驗(yàn)證,盡可能多的把地面大氣狀況、植被覆蓋、土壤特性等參數(shù)考慮進(jìn)去,以進(jìn)一步改善模擬性能。所以本研究應(yīng)用CLM4.5 土壤風(fēng)蝕塵模型為基礎(chǔ),以河北省為研究區(qū)域,模擬了2013年河北省土壤風(fēng)蝕塵PM10的釋塵量。本研究基于CLM4.5 土壤風(fēng)蝕塵模型,運(yùn)用遙感數(shù)據(jù)、地面氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、陸面數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)(CLDAS)和陸表特征參量產(chǎn)品(GLASS)數(shù)據(jù),建立包含土壤濕度、風(fēng)速、裸露土壤的比例等模擬土壤風(fēng)蝕塵釋塵量的參數(shù)體系;然后運(yùn)用修正的CLM4.5 土壤風(fēng)蝕塵模型,對(duì)2013年河北省的土壤風(fēng)蝕塵PM10的釋塵量進(jìn)行模擬估算:2013年河北省全年土壤風(fēng)蝕塵PM10的釋塵通量為1.02 t/hm2,全年共向大氣中釋放PM101925.76萬噸。研究結(jié)果顯示2013年河北省土壤風(fēng)蝕塵PM10的釋塵通量春季最高,夏季最低,呈現(xiàn)春高夏低的明顯季節(jié)變化規(guī)律。按照全省自然區(qū)域統(tǒng)計(jì),釋塵量最高的為滄州濱海平原,最低的為冀北山地,呈現(xiàn)明顯的地區(qū)差異。說明CLM4.5 土壤風(fēng)蝕塵模型能夠很好的模擬河北省土壤風(fēng)蝕塵PM10排放的時(shí)空差異。為了驗(yàn)證模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性,本研究將CLM4.5 土壤風(fēng)蝕塵模型模擬的河北省2013年的土壤風(fēng)蝕塵PM10的釋塵量與不同模型模擬的相同區(qū)域的土壤風(fēng)蝕塵PM10的釋塵量對(duì)比分析,對(duì)比結(jié)果顯示本研究的研究結(jié)果與郭俊的研究結(jié)果一致,說明CLM4.5 土壤風(fēng)蝕塵模型能夠較好的模擬河北區(qū)域土壤風(fēng)蝕塵PM10的釋塵量。最后,本研究將土壤風(fēng)蝕塵PM10的年均釋塵量與土壤濕度、風(fēng)速、裸露土壤的比例這三種影響因素的年均值進(jìn)行回歸分析,確定對(duì)土壤風(fēng)蝕塵PM10釋塵通量影響的敏感因素,為防治土壤風(fēng)蝕塵的發(fā)生提供參考。
【圖文】：

2-1 地表土壤粒子所受的空氣拖拽力、重力和顆粒之間的粘結(jié)隨微粒尺度的變化(引自邵亞平,2004)出了無量綱化系數(shù)等于 ，， 等于 ， 等于 ，， 等于 這種特定的參數(shù)下，空氣拖拽力、重力和徑的變化趨勢(shì)。空氣拖拽力、重力和顆粒間的粘合力這三種力小，其中空氣拖拽力、重力比顆粒間的粘合力減小的程度更大顆粒來說，顆粒間的粘合力起主導(dǎo)作用，因而不會(huì)被空氣動(dòng)力于粒徑位于 到 之間的中等顆粒，空氣拖拽力 顆有可能被空氣動(dòng)力抬升到大氣中。對(duì)于顆粒粒徑大于 受的最大的力是重力，因而不能被空氣動(dòng)力抬升到大氣中。兩相流中粒子的受力流間的作用力包括重力、浮力、空氣拖拽力、巴塞特力、表觀
【學(xué)位授予單位】：河北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S157.1

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本文編號(hào)：2685213