预测地下洞穴通风速率的极简模型
地球物理
2018-09-03 v1
摘要
地下洞穴内二氧化碳的通风调节着石笋的生长——石笋是洞穴中发现的矿物沉积，为过去气候提供重要线索。先前研究利用内部温度测量来预测通风速率，但此类数据在气候重建任务中并不可得。本文中，我们开发一个极简模型，仅依据外部温度与洞穴物理尺寸来预测通风速率。模型中，通风源于连接外界的通道中产生的浮力驱动流。若干关键简化得到一个适于微扰分析的系统，得出通风速率的显式表达式。我们将这些预测与传输洞穴气体(二氧化碳与氡)的时间分辨原位测量进行比较。该理论准确解释了这些气体的季节与天气尺度变化的时间与幅度，因而可诊断石笋生长中的季节偏差。
引用
@article{arxiv.1808.10478,
title = {A minimal model for predicting ventilation rates of subterranean caves},
author = {Karina Khazmutdinova and Doron Nof and Darrel Tremaine and Ming Ye and M. N. J. Moore},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.10478},
year = {2018}
}