沙尘暴垂直输运的两相流理论ⅱ：气柱挟卷模式

为了改进气块法对沙尘沉降问题的研究，文中利用气柱法，考虑沙尘气体与环境的交换作用以及气柱内湍流交换作用。计算结果表明，均匀场中有利于沉降的条件为较大的初始沙尘浓度扰动与较小的初始温度扰动，而且温度扩散系数越大越有利于沙尘沉降，沙尘浓度扩散系数越大越不利于沙尘沉降，湍流过程在均匀场中对沙尘沉降影响不大。考虑到更真实的环境场，得出在环境的垂直沙尘浓度梯度与温度梯度的参数域中，初始沙尘扰动越大越有利于沙尘沉降，初始温度扰动越大，越不利于沙尘沉降。同时给出4种不利于沙尘沉降的过程：(1）上升浓度变化过程；(2）下沉浓度变化过程；(3）上升温度变化过程；(4）下沉温度变化过程。根据这些过程分析参数对沙尘沉降的影响得到：温度扩散系数越大越有利沙尘沉降；沙尘浓度扩散系数越大不利于沙尘沉降；垂直温度湍流交换系数越大有利于缓降区甚至是非沉降区的上升；垂直沙尘浓度湍流交换系数越大越有利于沙尘沉降。