为什么气溶胶可以作为海岸带观测的依据

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精选答案

海盐气溶胶是海岸大气边界层中一种普遍存在的细颗粒悬浮物,其对海岸带的辐射平衡、大气环境、建筑物腐蚀、人与植被的健康、土地的盐碱化等多各方面起到重要的影响。

由于研究手段等因素的制约,目前海盐气溶胶在海岸带的运动规律和动力学过程还有许多方面未被清晰认识。因此,本文首次将大涡模拟方法引入到此课题的研究中,以更进一步从细观尺度探索海盐气溶胶在海岸带的运动规律和不同种海岸下垫面对海盐气溶胶运动过程的影响。

针对目前观测结果无法准确描述海岸带海盐气溶胶沉降规律的现状,本文引入一个现有的气溶胶沉降解析理论,并通过大涡模拟结果对其进行了修正。通过和观测数据的比较,修正后的模型被证明可以合理地反映较大颗粒海盐沉降率变化。本文提出,海盐气溶胶在海岸带沉降量是不同大小海盐颗粒沉降的积分总和,各种颗粒的沉降率变化满足修正的理论形式,即沉降率在近海岸线处变化较为缓慢,随后以幂函数律下降。在此基础上,海岸带下垫面的糙度、热力条件、冠层覆盖情况等都会对海盐气溶胶的输移和沉降规律造成影响。

海岸下垫面糙度的突增会使得海盐气溶胶在向内陆传播的过程中出现浓度剖面中最大浓度位置逐步升高的现象。当海岸上的大气变成对流状态时,大气紊动的增强使得最大浓度的抬升更为快速。本文模拟结果显示,不论是在中性还是对流海岸带,海盐气溶胶的浓度损耗剖面都满足自相似特性。

当海岸大气变得越不稳定时,气溶胶紊流传输最强的位置越接近大气最大垂向紊动出现的位置,且气溶胶的沉降率衰减得越快。无论是森林或城市冠层的存在,都会使海风的登陆经历冠层前沿边界流动和平衡冠层流动两个阶段。在前沿流动区内,时均上升气流使得冠层