自然地理学课件

1、风沙物理学研究的主要科学问题，中科院沙漠和荒漠化重点实验室2014-12-12，董治宝，风沙物理学学科性质研究意义主要研究内容中国的研究现状即将开展的研究，报告提纲，风沙物理学是研究各种风沙现象(风成过程)规律和形成的物理反应历程及其利用和控制原理的科学，风沙物理学。 风力对地表物质(岩石圈和土壤圈)的破坏和位移过程包括各种风积地形景观、风成过程、沙目(1 m )、沙丘(1 m，km )、沙海(10 km，100km )、风力对地表物质(岩石圈和土壤)形成的塔干沙漠的横沙丘(塔里木河下游)、巴丹吉林沙漠的高大沙山、雅丹地形风成过程、风积过程、输送过程、风蚀过程、吹食、磨食、磨粒输送、地面形态变

2、化、地面形态固定、磨粒沉积、学科性质、风除流水以外，形成地球景观的第二流体地质历史时期存在的(黄土沉积、古风成砂)影响范围广(全世界、中国、地球外)与人类生存的关系密切，风沙3 )风沙粒子运动的跳跃角、速度、加速度、冲撞角等运动残奥仪以及移动长、高度等运动轨迹残奥仪及其影响因素。 4 )运动沙粒间、运动沙粒与地表碰撞过程中的能量传递和转换过程及规律。 5 )砂粒运动学理论的数学式以及数学式(组)的求解路径。 6 )风沙粒子运动的数值模拟。 风沙粒子运动学、风沙粒子运动学、近地层气流性质、近地层气流的性质、粒子近傍气流湍流的程度对风沙运动有显着影响，近地层气流的性质、风沙粒子运动学、近地层气流的

3、性质、空气力学粗糙度、水力学粗糙度、近地层气流的性质、近地层气流的性质1 .惯性力6、附加重量力2、重力7、定径套力3， 浮力8、马格努斯提升力4、气压阻力9、萨赫曼提升力5、压力梯度力1 .风压起动说6、乱流起动说2、提升力起动说7、斜面飞升说3、冲击起动说8、负压起动说4、差压起动说9、漩涡起动说5、振动起动说10、突然地起动说、风沙粒子起动说、风沙流运动中运动粒子的空中碰撞风沙粒子起动说、概率论知识粒子空中碰撞概率、风沙粒子起动说、运动粒子的空中冲撞的概率模型、风沙粒子起动说、粒子上升段碰撞概率、风沙粒子起动说、粒子下降段碰撞概率、风沙粒子起动说、全跳跃段碰撞概率、风沙粒子起动说、考虑初

4、速度分布的影响粒子起动的要素、粒子形状、粒子倾斜(选择性)、 粒子间的胶着作用和外在地表倾斜度和可食粗糙度因子等影响粒子起动的因素，影响粒子起动的因素，土壤含水率对粒子起动的影响，土壤含水率对粒子起动的影响，1 )风和砂物质条件下的风沙流固体产水量结构，浓度分布2 )风沙流的侵蚀能力。 3 )风沙流的浓度、固体产水量构造和单粒子运动残奥表的关联。 4 )风沙流输沙量与各种影响因素的关系及输沙模型。 风沙流、风沙流结构：流沙表面的风沙流结构、qh=aexp(-h/b )、风沙流结构：戈壁地面风沙流结构q=a bexp (-0.5(h-c)/d)2) 2)不同类型的固定地面风速轮廓线特征及其空气动

5、力学特征残奥观表与地面粗糙元素几何特征的关系。 3 )风沙流中粒子对气相的抵抗及其空间变化规律。 风沙边界层；4 )风沙流中的剪切作用、粒负荷剪应力、气负荷剪应力的变化规律以及与风沙流运动的关系。 5 )风沙流中的风速分布规律、风速轮廓线表现式、空气动力学特残奥仪的确定和变化规律以及与风沙流运动的关系。 6 )风速轮廓线与风沙流结构的耦合研究建立和求解了风沙两相流体动力学方程组。 7 )风沙相互供给过程的数值模拟。 风沙边界层、风与砂的相互作用和种子文件背景、风沙流中的风速廓线、风沙流运动引起的气流剪断力的变化、风沙运动引起的气流阻力、风与砂的相互作用和种子文件背景的数值模拟、风沙流中的风速廓

6、线的数值模拟结果、风沙地形动力学；1 )不同类型的风沙地形形成和发育的风动力环境。 2 )不同类型的风沙地形引起的二次流的流场特征以及在风沙地形的形成和演化中的二次流的作用。 3 )风沙地形不同部位的侵蚀特征及风沙地形表面的侵蚀规律。 4 )不同尺度的风沙地形动力学过程之间的关联。 风沙地形动力学，5 )沙丘移动规律与沙丘形态、风情的关系。 6 )风沙地形空间的组合规则与其风动力环境的关系。 7 )沙漠活性的判定。 8 )风沙地形形成和演化的动力学模型和数值模拟。 风沙地形动力学、沙尘释放与传递、风成过程研究的主要领域、沙尘释放过程与反应历程。 确定啤酒花层和汽车悬挂层之间的过渡关系。 沙尘产

7、水量结构。 流动和堆积的过程。 1 )土壤风蚀因子。 2 )土壤风蚀气候指数和可食性指数。 3 )土壤风蚀预报模型。 土壤风蚀，1 )各种固沙对策的作用原理。 不同防沙固沙工程的气流场特征、风沙流结构和侵蚀规律，揭示了其防沙固沙原理。 2 )通过仿真和野外观测，探讨防砂工程系统的最佳模型。 风沙控制原理，20世纪50 -六十年代：引进和观测积累。 1970年代开始了实验研究。 从20世纪80年代开始深入到微观领域，荒漠化研究推动了土壤风蚀研究。 从20世纪90年代开始，对沙尘暴的研究越来越受到关注。 21世纪以来，围绕荒漠化和沙尘暴，从不同的学科开始进行研究。 研究中国的研究现状、简单历史、参

8、与研究的主要学科、地质地理：野外观测、实验室模拟分析。 大气科学：宏命令监测，模型仿真，预报。 物理学：微观反应历程的分析、推定和数值模拟。 工程科学科学：控制措施。、中国的研究现状、中国的研究现状、取得的成果、基础研究方面取得了显着的进展，据美式风格砂科学数据库显示，中国科学家在风沙科学方面的论文在20世纪六十年代从全世界的0.7%上升到了25%。 1997年以来大幅增加。 我国的研究现状、存在的主要问题、微观与宏命令的结合问题。 实验观测资料积累与模拟研究的结合问题。 仿真实验与野外观测的结合问题。 理论研究与应用研究的结合问题。 不同学科的结合问题。当前需要开展的研究、满足国家需要的研究

9、的最地面锋探索性研究、当前需要开展的研究、地表风蚀和沙尘释放模型(满足土地沙化研究和沙尘暴模拟预测)、满足国家需要的研究、近地层气流地表沙粒之间的物质和能量交换是荒漠化和沙尘释放的动力反应历程， 满足国家需要的研究当前应开展的研究、尖端探索性研究：行星风成过程研究、20世纪50年代行星科学家从火星的反射条痕推测火星有沙漠和风沙活动的可能性。 从1972年到1973年，水手9号证明火星上有沙丘、雅丹、风蚀坑、风蚀槽谷等风成地形，地球上堆积了大量相似的黄土。 从1970年代到80年代，根据海盗船得到的资料，推测了火星的风向和强度。 根据目前所需研究、尖端探索性研究：行星风成过程研究、上世纪80年代

10、旅行者宇宙飞船提供的土卫六映像推测，土卫六可能也存在沙漠和风沙活动现象。 1980年代，据金星上双峰型堆积物的推测，在金星上也存在风沙活动。 20世纪80年代，美国NASA设立了模拟地球外风沙环境的MARSWIT风洞。 20世纪90年代初期，中国开展了火星探测必要性和可行性的研究，作为863修订版行星探测的课题。 现在需要开展的研究，尖端探索性研究：行星风成过程研究，2004年勇气号船发送的火星风成地形摄影图片，现在需要开展的研究，第一阶段：必要的准备工作。 开展国际合作，开展火星环境研究，提出先进探测目标和项目工程，根据探测目标要求，提出具体技术方案，研究重要技术问题。 第二阶段：发射环绕火星的