簡(jiǎn)介：巖石圈,第四章巖石圈與地球表層結(jié)構(gòu)與輪廓,第一節(jié)巖石圈的組成第二節(jié)巖石圈的結(jié)構(gòu)第三節(jié)巖石圈的運(yùn)動(dòng)第四節(jié)固體地球表面的結(jié)構(gòu)與輪廓第五節(jié)構(gòu)造地貌第六節(jié)巖石圈與人類,巖石圈的組成,礦物組成組成巖石主要成份的礦物，稱造巖礦物，最常見的造巖礦物有下列幾種長(zhǎng)石、石英、云母、角閃石、輝石、橄欖石。它們也是組成巖石圈的主要礦物。,化學(xué)元素組成地殼中含有化學(xué)元素周期表中所列的絕大部分元素，而其中O、SI、AL、FE、CA、NA、K、MG等8種主要元素占98％以上，其他元素共占12％。,第四章,固體地球及地殼的元素重量百分比,固體地球地殼,固體地球中主要的元素和地殼中含有的絕大多數(shù)相似，但固體地球中鐵的含量占有很大的比例。,第四章,,巖石圈的原子組成,地殼中含有周期表中的絕大部分元素，其中O、SI、AL、FE、CA、NA、K、MG等8種主要元素占98％以上，其他元素共占12％。化學(xué)元素在地殼中平均含量稱克拉克值。地殼中化學(xué)元素的平均含量相差極為懸殊。氧幾乎占有一半，硅約占1/4，鋁約占1/13。對(duì)于整個(gè)巖石圈的原子組成來說，氧占604，硅占205，鋁占62，氫占29，鈉占249，鐵、鈣、鎂和鉀分別占19、188、177和137，其他元素含量都小于1。,第四章,,巖石圈的組成,巖石組成,火成巖火成巖以巖漿巖為主。巖漿巖是由巖漿凝結(jié)形成的巖石，約占地殼總體積的65。分類酸性巖、中性巖、基性巖和超基性巖。,沉積巖暴露在地殼表部的巖石，經(jīng)過風(fēng)化、剝蝕在原地或經(jīng)搬運(yùn)堆積下來，經(jīng)過成巖作用而形成的巖石。類型碎屑巖類，粘土巖類，生物化學(xué)巖類。,變質(zhì)巖由地球內(nèi)力作用引起的巖石性質(zhì)的變化過程總稱為變質(zhì)作用。由變質(zhì)作用形成的巖石，就是變質(zhì)巖。變質(zhì)作用的因素溫度、壓力和化學(xué)因素。,第四章,地殼與地面的巖石組成（SKINNER等）,如果根據(jù)變質(zhì)母巖的性質(zhì)，把變質(zhì)巖歸屬于沉積巖和火成巖，那么在整個(gè)地殼的巖石組成中，火成巖占95，而沉積巖只占到5；但沉積巖卻覆蓋了整個(gè)地球表面的75，火成巖卻只覆蓋了地球表面的25。,第四章,,侵入巖體與噴出巖體產(chǎn)狀示意圖,由巖漿冷凝固結(jié)而成的巖體的大小、形狀及其與周圍巖石相接觸的關(guān)系，稱為巖漿巖的產(chǎn)狀。根據(jù)巖體在地殼中形成的深度和方式，可分為噴出巖體和侵入巖體，后者又可再分為深成巖體和淺成巖體。按巖體的形狀及其與上覆巖層的關(guān)系，可分為巖盆②、巖蓋④、巖床③、巖鞍⑤、巖株⑥、巖瘤⑧、巖脈⑨等。見下圖，其中①是巖基，⑦是巖漿底辟,第四章,,沉積巖的幾種常見層理,沉積巖是在外力作用下形成的一種次生巖石。沉積巖的物質(zhì)組成中含次生礦物和有機(jī)物質(zhì)以及存在化石。沉積巖最突出的特點(diǎn)是呈層狀。巖層在垂直和水平方向上的變化，能很好地反映出沉積物形成時(shí)的沉積環(huán)境以及沉積巖形成時(shí)的性質(zhì)。沉積巖具有多種構(gòu)造，其中最突出的是層理構(gòu)造和層面構(gòu)造。層理指巖石的成分、結(jié)構(gòu)、粒度、顏色等性質(zhì)沿垂直于層面方向變化而形成的層狀構(gòu)造。它表明巖層是按一定的順序和形式，一層疊一層構(gòu)成的。,第四章,沉積巖石與層理,第四章,火成巖,變質(zhì)巖,沉積巖,,,,,,熔化,,,,,,,,,,埋藏巖化作用,搬運(yùn)沉積,崩解分解溶蝕,變質(zhì)作用,熔化,凝固,巖漿侵入,變質(zhì)作用,埋藏巖化作用,搬運(yùn)沉積,崩解分解溶蝕,凝固,巖漿侵入,三大類巖石的相互關(guān)系,第四章,,巖石轉(zhuǎn)化循環(huán)示意圖,崩解分解溶蝕,沉積物的搬運(yùn)和沉積,噴出的火成巖,埋藏和巖化,沉積巖,變質(zhì)作用,變質(zhì)巖,變質(zhì)作用,熔化,侵入巖漿的上升,侵入的火成巖,巖漿的上升,由地殼上升和剝蝕而露出,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,放射熱,太陽(yáng)能,第四章,巖石圈的結(jié)構(gòu),垂直分層巖石圈包括地殼與上地幔上部軟流圈之上的部分。地殼也可以分為上下兩層。上層為花崗巖層；下層為玄武巖層。,,水平變異不同區(qū)域巖石圈的厚度、組成與結(jié)構(gòu)是不同的。比如，地殼可以分為大陸型地殼（簡(jiǎn)稱陸殼）和大洋型地殼（簡(jiǎn)稱洋殼），洋殼薄，陸殼厚，洋殼為玄武質(zhì)，陸殼為花崗巖質(zhì)。,第四章,地球呈現(xiàn)出圈層結(jié)構(gòu)，可以劃分出內(nèi)部圈層與外部圈層。內(nèi)部圈層包括地殼、地幔、地核。巖石圈包括地殼與軟流圈之上的上地幔部分。,地球內(nèi)部結(jié)構(gòu),第四章,地球內(nèi)部的分層（引自地球科學(xué)概論繆啟龍主編）,據(jù)地震波在地下不同深度傳播速度的分布的研究，地球內(nèi)部存在著兩個(gè)主要的分界面，在分界面上地震波傳播速度發(fā)生急劇變化。第一個(gè)間斷面位于地表以下平均33KM處，稱莫霍洛維奇間斷面，簡(jiǎn)稱莫霍面；第二個(gè)間斷面位于地表以下2900KM處，稱古登堡間斷面。這兩個(gè)間斷面把地球內(nèi)部分成三大層，即地殼、地幔和地核。這三大部門還可再分為7層。,第四章,地殼類型和平均厚度（據(jù)羅諾夫，1967）,地殼是莫霍面以上的固體地球的表層薄殼，其厚度大致為地球半徑的1／400。根據(jù)地球物理資料，地殼的厚度差異很大，一般在570KM之間。大陸型地殼平均厚度37KM多，大洋型地殼平均厚度只有7KM左右。一般說來，高山、高原部分地殼最厚，如我國(guó)青藏高原地殼最厚可達(dá)70KM。,第四章,,巖石圈的運(yùn)動(dòng),巖石圈運(yùn)動(dòng)的形式水平運(yùn)動(dòng)（造山運(yùn)動(dòng)）；垂直運(yùn)動(dòng)（造陸運(yùn)動(dòng)）,巖石圈運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn),褶皺巖層的彎曲現(xiàn)象稱為褶皺；背斜和向斜；褶曲類型；地形倒置斷裂巖石在受力情況下容易產(chǎn)生斷裂和錯(cuò)動(dòng)，總稱為斷裂。通常根據(jù)斷裂巖塊相對(duì)位移的程度，把斷裂構(gòu)造分為節(jié)理和斷層兩大類?；鹕綆r漿噴出地表叫火山噴發(fā)，火山噴發(fā)形成火山。主要的火山帶環(huán)太平洋火山帶；阿爾卑斯－喜馬拉雅火山帶；大西洋海嶺火山帶地震大地發(fā)生突然的震動(dòng)，稱為地震。地震帶（環(huán)太平洋地震帶；地中海－喜馬拉雅地震帶；大洋中脊地震帶；大陸裂谷地震帶）。,第四章,巖石圈的運(yùn)動(dòng),板塊構(gòu)造學(xué)說板塊的劃分巖石圈可以劃分成太平洋板塊、歐亞板塊、印度澳大利亞板塊、非洲板塊、南美洲板塊、北美洲板塊和南極洲板塊七個(gè)大板塊。巖石圈運(yùn)動(dòng)的機(jī)制板塊的邊界拉張型邊界（離散型邊界）；擠壓型邊界（匯聚型邊界或者比尼奧夫帶）；轉(zhuǎn)換斷層型邊界（剪切型邊界或者平錯(cuò)型邊界）。板塊運(yùn)動(dòng)與大洋演化、大陸漂移威爾遜將板塊運(yùn)動(dòng)劃分為六個(gè)階段胚胎期；幼年期；成年期；衰退期；殘余期；消亡期。板塊運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力板塊構(gòu)造學(xué)說認(rèn)為，板塊運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力來自地幔對(duì)流。地震與火山分布規(guī)律的解釋地震和火山，都集中分布在板塊的邊緣，板塊的邊緣是構(gòu)造活動(dòng)最強(qiáng)烈的地方。,巖石圈運(yùn)動(dòng)的特征反對(duì)稱性；非平穩(wěn)性；巖石圈漂移的定向性。,第四章,褶曲的類型,直立褶皺,傾斜褶皺,倒轉(zhuǎn)褶皺,平臥褶皺,翻卷褶皺,第四章,,斷層的幾種形式,巖塊沿著斷裂面有明顯位移的斷裂構(gòu)造，稱為斷層。斷層的要素有斷層面、斷層線、斷盤和斷距（位移）。根據(jù)斷層兩盤相對(duì)位移的關(guān)系，斷層可分為正斷層、逆斷層、平推斷層、和斜滑斷層。,第四章,,斷層地貌,科羅拉多大峽谷,華山斷層,第四章,地塹和地壘,在自然界，常見許多斷層以一定組合形式出現(xiàn)。從平面上看，斷層排列有平行狀、雁行狀、環(huán)狀、放射狀等。從剖面上看，有階狀、疊瓦狀、地塹和地壘等。,第四章,,火山,火山湖,富士山,巖漿噴出地表叫做火山噴發(fā)，火山噴發(fā)則形成火山?；鹕絿姲l(fā)是地球內(nèi)部物質(zhì)和能量驟然強(qiáng)烈釋放的一種形式?；鹕絿姵鑫锖軓?fù)雜，既有氣體、液體，也有固體。,火山噴發(fā),海底火山,火山噴發(fā)組圖,震源和震中、震中距、震源深度,視頻欣賞,地下發(fā)生地震的地方叫震源，震源在地面上的垂直投影叫震中；從震中到震源的距離叫震源深度。根據(jù)震源深度可將地震劃分為淺源地震（震源深度小于70KM、中源地震（震源深度70300KM和深源地震（震源深度大于300KM大多數(shù)地震屬于淺源地震，約占地震總數(shù)的725，所釋放的能量占總能量的85。深源地震僅占地震總數(shù)的4，釋放能量只占總能量的3左右。中深源地震有的盡管震級(jí)很大，但危害很小。從觀測(cè)點(diǎn)（如地震臺(tái)）到震中的距離，叫震中距。通常把震中距小于100KM的地震，叫地方震；1001000KM的叫近震；超過1000KM的叫遠(yuǎn)震。,第四章,,世界地震分布與板塊構(gòu)造的關(guān)系,圖中的紅點(diǎn)為1962～1967年全球淺源與深源地震的震中位置，其他時(shí)期的震中位置與此相似,第四章,地球表面的板塊構(gòu)造,巖石圈可以劃分成太平洋板塊、歐亞板塊、印度澳大利亞板塊、非洲板塊、南美洲板塊、北美洲板塊和南極洲板塊七個(gè)大板塊和阿拉伯、菲律賓等小板塊。全球板塊劃分見下圖。,第四章,,六大板塊（有的學(xué)者將南、北美板塊合在一起，稱為美洲板塊）,第四章,轉(zhuǎn)換斷層,,在轉(zhuǎn)換斷層型邊界上，即沒有板塊的新生，也沒有板塊的消亡，只是表現(xiàn)為板塊的平移和錯(cuò)斷。,第四章,,威爾遜旋回的六個(gè)階段（STRAHLER,1997,第四章,地幔對(duì)流與板塊運(yùn)動(dòng)（STRAHLER,板塊構(gòu)造學(xué)說認(rèn)為，板塊運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力來自于地幔，是由地幔對(duì)流驅(qū)動(dòng)的。由于地幔受熱不均勻，在受熱強(qiáng)烈、溫度比較高的地方，地幔物質(zhì)上涌，上涌的物質(zhì)受到巖石圈的阻擋，在巖石圈底下向兩側(cè)運(yùn)移，到溫度較低的地方下沉，形成一個(gè)完整的地幔對(duì)流旋回。在對(duì)流上升的地方，導(dǎo)致板塊分離和新的洋殼的形成，而在對(duì)流下沉的地方，導(dǎo)致板塊的俯沖和板塊的消亡。,第四章,,固體地球表層結(jié)構(gòu)和輪廓,海陸分布海洋面積大于陸地面積；海陸分布不均勻；七大洲和四大洋；大陸輪廓呈倒三角形；大型島群大多分布于大陸東岸；大陸東岸不僅島嶼多，而且有系列島弧分布；一些大陸輪廓具有明顯的相似性或吻合性。,地面起伏大陸面積愈大，其平均海拔愈高；大洋面積越大，平均深度越大。,第四章,地球表面的海陸分布,東半球、西半球,南半球、北半球,水半球、陸半球,地球表面明顯地分為海洋與陸地兩大部分。連續(xù)的廣闊水體稱為世界大洋，它是海洋的主體。被海洋所環(huán)繞，但突出于海洋面上的部分則稱為陸地。大陸是陸地的主體，島嶼是陸地的組成部分。,第四章,,兩半球海陸面積比較,陸半球,,,,,,,,東半球,西半球,北半球,南半球,水半球,,,,380,620,393,607,200,陸地（％）,海洋（％）,800,809,191,890,110,530,470,地球表面包括陸地和海洋，由于海洋和陸地面積相差懸殊，因此不論在哪個(gè)半球，海洋面積都比陸地面積大，海洋分布是不均勻，由表可見，在東半球的陸地面積（38％）較西半球（20％）大；北半球393％）較南半球陸地的面積（191％）大。陸半球陸地面積可達(dá)到47，而水半球海洋面積卻達(dá)到89。,第四章,,地球上各大陸高出海平面的平均高度和各大洋底部低于海平面的平均深度存在著很懸殊的差別。南極洲平均海拔2263M，歷來被視為世界上最高的大陸。實(shí)際上它是由于地表覆有巨厚的冰蓋所致。以裸露地表而論，亞洲大陸最高（950M），以下依次為北美（700M），非洲（650M）、南美（600M）、歐洲（300M）等。顯然，大陸面積愈大，其平均海拔愈高。同樣，大洋面積越大，平均深度越大。,,大陸面積與平均高度之間的關(guān)系,第四章,主要陸地面集中分布于1000M2000M之間，平均陸地面高程為875M。主要海底面集中分布于3000M6000M之間，平均海底面高程為3795M。,不同高程固體地球表面面積所占的百分比,（據(jù)MYLLIE,1976年）,第四章,構(gòu)造地貌,,由大地構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成并受大地構(gòu)造控制的地貌，叫做大地構(gòu)造地貌。例如，大陸與大洋、海溝與大洋中脊、島弧與邊緣海、大陸架與大陸坡、大陸裂谷與地縫合線，都是大地構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的跨越地區(qū)的大型地貌，故可以稱之為大地構(gòu)造地貌。,,在大地構(gòu)造的背景上，由于區(qū)域構(gòu)造差異而形成的具有區(qū)域特征的構(gòu)造地貌。高原、平原、盆地、山地、海底火山等，都是區(qū)域構(gòu)造地貌的代表。,,在大地構(gòu)造格局與區(qū)域構(gòu)造背景下，主要由于局地構(gòu)造作用、影響而形成的地貌，叫做局地構(gòu)造地貌。根據(jù)局地構(gòu)造的類型，可以將之其劃分為褶曲地貌、斷層地貌、火山地貌、巖性構(gòu)造地貌等。,第四章,大地構(gòu)造地貌,區(qū)域構(gòu)造地貌,局地構(gòu)造地貌,,,,單斜地貌,發(fā)育在褶曲一翼單向傾斜巖層上的地貌，叫做單斜地貌。單斜地貌包括單面山（單斜山）和豬背脊（豬背山）。當(dāng)巖層傾角比較小時(shí)，順巖層發(fā)育的山坡比較和緩，而另一坡比較陡峭，兩坡不對(duì)稱，這樣的山地叫做單斜山；,當(dāng)組成單斜山的巖層傾角比較大時(shí)，山坡兩側(cè)都比較陡，山地兩坡比較對(duì)稱，看起來像豬背，故稱為豬背脊,豬背脊,單斜山,第四章,,巖石圈與人類,,,第四章,人類,巖石,礦物,地殼元素組成,火山,地震,,,,,,,固體支撐、生活資料來源、生產(chǎn)資料來源、生命元素、自然災(zāi)害,,,,（電子教案）,作者王建陳霞王軻道,
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簡(jiǎn)介：風(fēng)沙物理學(xué)研究中的主要科學(xué)問題,中國(guó)科學(xué)院沙漠與沙漠化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室20141212,董治寶,風(fēng)沙物理學(xué)學(xué)科性質(zhì)研究意義主要研究?jī)?nèi)容我國(guó)的研究現(xiàn)狀當(dāng)前擬開展的研究,報(bào)告提綱,風(fēng)沙物理學(xué)是研究各種風(fēng)沙現(xiàn)象（風(fēng)成過程）的規(guī)律和形成的物理機(jī)制及其利用與控制原理的科學(xué),風(fēng)沙物理學(xué),風(fēng)力作用下地表物質(zhì)（巖石圈和土壤圈）的破壞和位移過程形成各種風(fēng)積地貌景觀,風(fēng)成過程,沙紋（1M，KM,沙海（10KM，100KM,風(fēng)力作用下地表物質(zhì)（巖石圈和土壤圈）的破壞和位移過程形成各種風(fēng)蝕地貌景觀,風(fēng)成過程,風(fēng)棱石,雅丹地貌,羽毛狀沙丘庫(kù)姆塔格沙漠,塔干沙漠的橫向沙丘塔里木河下游,巴丹吉林沙漠的高大沙山,雅丹地貌（柴達(dá)木盆地）,雅丹地貌（哈密）,雅丹地貌（敦煌）,沙塵暴形成與輸送,甘肅敦煌，2003,美國(guó)BIGSPRING，1997,甘肅金昌，1993,沙塵暴形成與輸送,包括地表風(fēng)蝕、風(fēng)成物質(zhì)輸移和沉積三個(gè)相互聯(lián)系的子過程,風(fēng)成過程,風(fēng)成過程,風(fēng)積過程,輸移過程,風(fēng)蝕過程,吹蝕,磨蝕,沙粒輸移,床面形態(tài)變化,床面形態(tài)固定,沙粒沉積,,,,,,,,,,,,,,,,,,風(fēng)沙物理學(xué)總體上來講是介于沙漠科學(xué)與物理學(xué)之間的一門邊緣科學(xué)，具有兩個(gè)明顯特點(diǎn)，即多學(xué)科性和兼有基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究。,學(xué)科性質(zhì),風(fēng)是除流水外，塑造地球景觀的第二流體地質(zhì)歷史時(shí)期就存在（黃土堆積、古風(fēng)成沙）影響范圍廣（全球、中國(guó)、外星）與人類生存的關(guān)系密切,風(fēng)沙物理研究的意義,中國(guó)1/3以上的面積,火星、金星、土衛(wèi)六,風(fēng)沙物理研究的意義,風(fēng)沙顆粒運(yùn)動(dòng)學(xué)風(fēng)沙流風(fēng)沙邊界層風(fēng)沙地貌動(dòng)力學(xué)土壤風(fēng)蝕風(fēng)沙控制原理,風(fēng)沙物理研究的主要內(nèi)容,1）風(fēng)沙顆粒的起動(dòng)條件、受力分析及其影響因子。2）風(fēng)沙顆粒運(yùn)動(dòng)形式及其動(dòng)態(tài)追蹤。3）風(fēng)沙顆粒運(yùn)動(dòng)的起跳角、速度、加速度、沖擊角等運(yùn)動(dòng)參數(shù)及運(yùn)移長(zhǎng)度、高度等運(yùn)動(dòng)軌跡參數(shù)及其影響因素。4）運(yùn)動(dòng)沙粒間、運(yùn)動(dòng)沙粒與地表沖撞過程中的能量傳輸與轉(zhuǎn)換過程與規(guī)律。5）沙粒運(yùn)動(dòng)學(xué)理論的數(shù)學(xué)表達(dá)式，以及數(shù)學(xué)方程組的求解途徑。6）風(fēng)沙顆粒運(yùn)動(dòng)的數(shù)值模擬。,風(fēng)沙顆粒運(yùn)動(dòng)學(xué),風(fēng)沙顆粒運(yùn)動(dòng)學(xué),近地層氣流的性質(zhì),近地層氣流的性質(zhì),顆粒附近氣流湍流程度對(duì)風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)具有明顯的影響,,,,近地層氣流的性質(zhì),,風(fēng)沙顆粒運(yùn)動(dòng)學(xué),近地層氣流的性質(zhì),空氣動(dòng)力學(xué)粗糙度,水力學(xué)粗糙度,近地層氣流的性質(zhì),近地層氣流的性質(zhì),作用在顆粒上的力,作用在顆粒上的力,1、慣性力6、附加質(zhì)量力2、重力7、巴賽特BASSET力3、浮力8、馬格努斯MAGNUS升力4、氣動(dòng)阻力9、薩夫曼SAFFMAN升力5、壓力梯度力10、靜電力,風(fēng)沙顆粒起動(dòng)學(xué)說,1、風(fēng)壓起動(dòng)說6、湍流起動(dòng)說2、升力起動(dòng)說7、斜面飛升說3、沖擊起動(dòng)說8、負(fù)壓起動(dòng)說4、壓差起動(dòng)說9、渦旋起動(dòng)說5、振動(dòng)起動(dòng)說10、猝發(fā)起動(dòng)說,風(fēng)沙顆粒起動(dòng)學(xué)說,,●在風(fēng)沙流運(yùn)動(dòng)過程中，運(yùn)動(dòng)顆粒的空中碰撞是十分頻繁的，而對(duì)地表的沖擊作用是很小的。,風(fēng)沙顆粒起動(dòng)學(xué)說,,●運(yùn)用概率論知識(shí)，研究了躍移沙粒在上升階段下降階段發(fā)生碰撞的概率，以及在整個(gè)躍移過程發(fā)生碰撞的概率隨風(fēng)速的變化情況。,顆粒空中碰撞概率,風(fēng)沙顆粒起動(dòng)學(xué)說,,運(yùn)動(dòng)顆粒的空中碰撞的概率模型,,,風(fēng)沙顆粒起動(dòng)學(xué)說,,顆粒上升段碰撞概率,風(fēng)沙顆粒起動(dòng)學(xué)說,,顆粒下降段碰撞概率,風(fēng)沙顆粒起動(dòng)學(xué)說,,整個(gè)躍移階段碰撞概率,風(fēng)沙顆粒起動(dòng)學(xué)說,,考慮初速度分布時(shí)的碰撞概率,風(fēng)沙顆粒起動(dòng)學(xué)說,影響顆粒起動(dòng)的因素,影響顆粒起動(dòng)的因素,顆粒形狀、顆粒級(jí)配（分選性）、顆粒間的膠結(jié)作用和外在的地表坡度與不可蝕粗糙因子等,影響顆粒起動(dòng)的因素,影響顆粒起動(dòng)的因素,土壤含水率對(duì)顆粒起動(dòng)的影響,土壤含水率對(duì)顆粒起動(dòng)的影響,1）不同風(fēng)力及沙物質(zhì)條件下風(fēng)沙流固體流量結(jié)構(gòu)、濃度分布、速度場(chǎng)以及能量結(jié)構(gòu)特征及其數(shù)學(xué)模型。2）風(fēng)沙流的侵蝕能力。3）風(fēng)沙流的濃度、固體流量結(jié)構(gòu)與單顆粒運(yùn)動(dòng)參數(shù)間的關(guān)聯(lián)。4）風(fēng)沙流輸沙量與各種影響因子之間的關(guān)系及輸沙模型。,風(fēng)沙流,風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)流沙表面的風(fēng)沙流結(jié)構(gòu),QHAEXPH/B,風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)戈壁床面風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)QABEXP05HC/D2,大氣邊界層,風(fēng)沙邊界層,風(fēng)沙邊界層,1）風(fēng)沙邊界層厚度的確定、位移厚度、動(dòng)能損失厚度、動(dòng)量損失厚度及其與風(fēng)沙流運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。2）不同類型固定床面風(fēng)速廓線特征及其空氣動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)及其與床面粗糙元幾何特征的關(guān)系。3）風(fēng)沙流中顆粒相對(duì)氣相的阻力及其空間變化規(guī)律。,風(fēng)沙邊界層,4）風(fēng)沙流中的剪切作用、粒載切應(yīng)力、氣載切應(yīng)力的變化規(guī)律，及其與風(fēng)沙流運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。5）風(fēng)沙流中風(fēng)速分布規(guī)律、風(fēng)速廓線表達(dá)式、空氣動(dòng)力學(xué)特參數(shù)的確定與變化規(guī)律及其與風(fēng)沙流運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。6）風(fēng)速廓線與風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)的耦合研究，建立和求解風(fēng)沙兩相流體動(dòng)力學(xué)方程組。7）風(fēng)沙互饋過程的數(shù)值模擬。,風(fēng)沙邊界層,風(fēng)與沙的相互作用與反饋,●風(fēng)沙流中的風(fēng)速廓線,●風(fēng)沙流運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致氣流剪切力的變化,●風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)對(duì)氣流產(chǎn)生的阻力,●風(fēng)與沙的相互作用與反饋的數(shù)值模擬,●風(fēng)沙流中風(fēng)速廓線的數(shù)值模擬結(jié)果,,,風(fēng)沙地貌動(dòng)力學(xué),1）不同類型風(fēng)沙地貌形成與發(fā)育的風(fēng)動(dòng)力環(huán)境。2）不同類型風(fēng)沙地貌所形成的二次流的流場(chǎng)特征以及二次流在風(fēng)沙地貌形成與演化中的作用。3）風(fēng)沙地貌不同部位蝕積特征以及風(fēng)沙地貌表面的蝕積規(guī)律。4）不同尺度風(fēng)沙地貌動(dòng)力學(xué)過程之間的關(guān)聯(lián)。,風(fēng)沙地貌動(dòng)力學(xué),5）沙丘移動(dòng)規(guī)律及其與沙丘形態(tài)、風(fēng)況的關(guān)系。6）風(fēng)沙地貌空間組合規(guī)律及其風(fēng)動(dòng)力環(huán)境的關(guān)系。7）沙漠活動(dòng)性的判定。8）風(fēng)沙地貌形成與演變的動(dòng)力學(xué)模型與數(shù)值模擬。,風(fēng)沙地貌動(dòng)力學(xué),沙塵釋放與傳輸,風(fēng)成過程研究的主要領(lǐng)域,沙塵釋放過程與機(jī)理。確定躍移層與懸移層之間的過渡關(guān)系。沙塵流量結(jié)構(gòu)。輸移和沉積過程。,1）土壤風(fēng)蝕因子。2）土壤風(fēng)蝕氣候指數(shù)與可蝕性指數(shù)。3）土壤風(fēng)蝕預(yù)報(bào)模型。,土壤風(fēng)蝕,1）各種固沙措施的作用原理。不同阻沙固沙工程的氣流場(chǎng)特征、風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)與蝕積規(guī)律，揭示其阻沙固沙原理。2）通過模擬實(shí)驗(yàn)與野外觀測(cè)，探討防沙工程體系的最佳模式。,風(fēng)沙控制原理,20世紀(jì)5060年代引進(jìn)與觀測(cè)積累。20世紀(jì)70年代開始實(shí)驗(yàn)研究。20世紀(jì)80年代開始深入微觀領(lǐng)域，沙漠化研究帶動(dòng)了土壤風(fēng)蝕研究。20世紀(jì)90年代開始，沙塵暴研究越來越受關(guān)注。21世紀(jì)以來，圍繞沙漠化和沙塵暴從不同的學(xué)科進(jìn)行研究。,我國(guó)的研究現(xiàn)狀,研究簡(jiǎn)史,參與研究的主要學(xué)科,地質(zhì)地理野外觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)室模擬分析。大氣科學(xué)宏觀監(jiān)測(cè)、模型模擬、預(yù)報(bào)。物理學(xué)微觀機(jī)制的分析、推斷與數(shù)值模擬。工程科學(xué)控制措施。,我國(guó)的研究現(xiàn)狀,我國(guó)的研究現(xiàn)狀,取得的成就,基礎(chǔ)研究方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展,據(jù)美國(guó)風(fēng)沙科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，中國(guó)科學(xué)家在風(fēng)沙科學(xué)方面的論文從20世紀(jì)60年代占全世界的07上升到25。1997年以來大幅度增加。,我國(guó)的研究現(xiàn)狀,,存在的主要問題,微觀與宏觀的結(jié)合問題。實(shí)驗(yàn)、觀測(cè)資料積累與模擬研究的結(jié)合問題。模擬實(shí)驗(yàn)與野外觀測(cè)的結(jié)合問題。理論研究與應(yīng)用研究的結(jié)合問題。不同學(xué)科的結(jié)合問題。,,當(dāng)前需要開展的研究,滿足國(guó)家需求的研究前沿探索研究,,當(dāng)前需要開展的研究,地表風(fēng)蝕與沙塵釋放模型（滿足土地沙漠化研究和沙塵暴模擬預(yù)測(cè)）（重點(diǎn)聚焦于近地層物質(zhì)與能量的傳輸）,滿足國(guó)家需求的研究,近地層氣流地表沙粒間的物質(zhì)與能量交換是沙漠化和沙塵釋放的動(dòng)力機(jī)制,滿足國(guó)家需求的研究,當(dāng)前需要開展的研究,前沿探索研究行星風(fēng)成過程研究,20世紀(jì)50年代行星科學(xué)家根據(jù)火星反射條痕進(jìn)行推測(cè)在火星上存在沙漠及風(fēng)沙活動(dòng)的可能性。19721973年，水手9號(hào)證實(shí)火星上有沙丘、雅丹、風(fēng)蝕坑和風(fēng)蝕槽谷等風(fēng)成地貌和大量的類似于地球上的黃土堆積。20世紀(jì)7080年代，根據(jù)海盜飛船獲得的資料，推測(cè)了火星上的風(fēng)向與強(qiáng)度。,當(dāng)前需要開展的研究,前沿探索研究行星風(fēng)成過程研究,20世紀(jì)80年代，根據(jù)旅行者宇宙飛船提供的土衛(wèi)六的影象，科學(xué)家們推測(cè)在土衛(wèi)六上亦有可能存在沙漠和風(fēng)沙活動(dòng)現(xiàn)象。20世紀(jì)80年代，根據(jù)金星上雙峰型沉積物的推斷，在金星上在亦存在著風(fēng)沙活動(dòng)。20世紀(jì)80年代，美國(guó)NASA建立了用于模擬外星風(fēng)沙環(huán)境的MARSWIT風(fēng)洞。20世紀(jì)90年代初期，我國(guó)開展了火星探測(cè)的必要性和可行性研究，列為“863”計(jì)劃“行星探測(cè)”課題。,當(dāng)前需要開展的研究,前沿探索研究行星風(fēng)成過程研究,2004年勇氣號(hào)飛船發(fā)回的火星風(fēng)成地貌照片,當(dāng)前需要開展的研究,第一階段必要的準(zhǔn)備工作。進(jìn)行國(guó)際合作，開展火星環(huán)境研究，提出先進(jìn)的探測(cè)目標(biāo)和項(xiàng)目，根據(jù)探測(cè)目標(biāo)的要求，提出具體的技術(shù)方案，研究關(guān)鍵技術(shù)問題。第二階段發(fā)射環(huán)繞火星的衛(wèi)星，探測(cè)火星的環(huán)境、表面的物理化學(xué)特性。第三階段發(fā)射火星軟著陸登陸器，試驗(yàn)著陸技術(shù)，探測(cè)火星地理環(huán)境和氣象條件，為在火星上建立觀測(cè)站作準(zhǔn)備。第四階段建立觀測(cè)站，探測(cè)火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)、火星的礦物特性和氣象，為以后載人火星飛行和有人觀測(cè)基地的建立奠定基礎(chǔ)。,當(dāng)前需要開展的研究,前沿探索研究行星風(fēng)成過程研究,謝謝,
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上傳時(shí)間：2024-01-05
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