火星沙尘暴的起动临界风速

摘要

火星是一个沙漠化的行星，拥有稀薄的大气层。自从1971年水手9号飞船进入绕火星飞行轨道后，就有很多关于火星沙尘暴的观测资料传回地球。火星上存在有利于沙尘暴形成的条件，不过由于火星的大气密度非常低，火星沙尘暴的起动风速要比地球上大许多。海盗1号和海盗2号着陆器在火星表面工作数年，测得火星沙尘暴的起动一般需要离火星表面2m 高处的风速达到30m/s，这相当于地球上的12 级飓风。
　　 本文通过建立地表风-沙物理模型对火星沙尘暴起动临界风速的理论值进行计算，根据中性层结大气边界层风速廓线，得到火星表面粒径为100 μm的沙粒的起动风速为2m 高处28.7m/s。由于火星上100 μm 粒径的沙粒是最容易起动的，其起动风速也就是火星沙尘暴起动风速的临界值。本文还对沙尘扬起的机制以及沙尘暴发生后空气中悬浮尘粒的粒径大小进行了研究。在沙粒起动的临界风速下，沙粒一般需要在地表滚动一个粒径的距离然后通过与其他沙粒碰撞而跳起。粒径较小的尘粒由于受到的凝聚力较大，并非最容易起动的，而是靠最先跳起的较大颗粒沙粒与地表碰撞时溅射起来的。本文通过计算表明，在风速为临界值时，火星大气中能被维持悬浮的尘粒粒径小于31μm。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪 论

第2章 风-沙物理模型及计算方法

第3章 总结

参考文献

附 录

致 谢

在读期间发表的学术论文