【摘要】：凍土作為氣候系統(tǒng)的一部分,是氣候變化的重要指示因子。凍土的凍融過程,對地-氣間的能量-水分傳輸、植被的生長狀況和碳循環(huán)等具有重要的影響。采用數(shù)值模擬方法,分析了凍土凍融過程中伴隨的熱量傳輸,直觀地呈現(xiàn)了能量和滲水在土壤中的傳輸過程。通過凍土熱傳導(dǎo)模型和流體流動模型耦合,采用有限元素法Comsol Multiphysics多物理場耦合軟件系統(tǒng),實現(xiàn)了速度與溫度協(xié)同響應(yīng)及對凍土凍融過程影響的模擬。模擬結(jié)果直觀反映了在理想條件下,凍土凍融過程中溫度場與速度場的變化:一方面,在土壤凍融過程中,溫度場和速度場是相互作用的,并且其變化對土壤凍融過程起著至關(guān)重要的作用;另一方面,比較凍土的凍結(jié)過程與融化過程,凍結(jié)過程更難于發(fā)生且需要更加苛刻的條件。為此,可以間接地認為,永久凍土一旦退化便很難恢復(fù),并且也將進一步加速環(huán)境的改變,從而形成惡性循環(huán)。
[Abstract]:As a part of climate system, frozen soil is an important indicator of climate change. The freezing and thawing process of frozen soil has an important influence on the energy and water transfer between soil and air, the growth of vegetation and the carbon cycle. The heat transfer in freezing and thawing process of frozen soil was analyzed by numerical simulation method, and the energy and water transfer process in soil was presented intuitively. By coupling the thermal conduction model of frozen soil with the fluid flow model, the Comsol Multiphysics multi-physical field coupling software system with finite element method is used to simulate the synergistic response of velocity and temperature and its influence on freezing and thawing process of frozen soil. The simulation results directly reflect the variation of temperature field and velocity field during freezing and thawing process of frozen soil under ideal conditions: on the one hand, the temperature field and velocity field interact with each other in the course of soil freezing and thawing. And its change plays an important role in the process of soil freezing and thawing. On the other hand, compared with the freezing and thawing process, the freezing process is more difficult to occur and requires more stringent conditions. For this reason, it can be concluded indirectly that permafrost, once degraded, is difficult to recover and will further accelerate environmental change, thus forming a vicious circle.
【作者單位】： 西北師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院;國網(wǎng)甘肅省電力公司;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(41461012)
【分類號】：P642.14

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本文編號：2294565