平坦表面上风成颗粒输运的时空结构

我们基于吹雪模型进行数值模拟，以揭示平坦表面上方 $10^{-5} \hspace{0.5 ex} \mathrm{m}$ 至 $10 \hspace{0.5 ex} \mathrm{m}$ 范围内风成颗粒输运的长期特性与平衡态。数值结果如下：(i) 颗粒输运的时序数据分为发展期、弛豫期和平衡期，这是由 $10 \hspace{0.5 ex} \mathrm{cm}$ 以下的快速风响应和 $10 \hspace{0.5 ex} \mathrm{cm}$ 以上的缓慢风响应形成的。(ii) 平衡态下的颗粒输运率表示为摩擦速度的幂函数，其指数 2.35 意味着大部分颗粒通过跃移被输运。(iii) 平衡态下 $100 \hspace{0.5 ex} \mu\mathrm{m}$ 以下的摩擦速度保持大致恒定且低于流体阈值。(iv) $300 \hspace{0.5 ex} \mu\mathrm{m}$ 以上的平均颗粒速度低于风速，而 $300 \hspace{0.5 ex} \mu\mathrm{m}$ 以下的平均颗粒速度因下降颗粒而超过风速。(v) 跃移层内颗粒直径随高度增加而增大，该关系表示为幂函数。通过与先前报道的随机飞行模型进行比较，我们发现了一个关键问题，即经验溅射函数无法再现相对高风速下的颗粒动力学。