| 模型名称 | FreeThaw1D模型 |
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| 版本 | v1.0 |
| 开发者 | GeoFrame Components Team |
| 开发语言 | python |
| 适用范围 | 全球多年冻土区 |
| 相关网站 | 官网 源码 文档 |
| 运行条件 | python |
| 更新时间 |
| 标签 | 热传递 相变 多年冻土 活动层 气候变化 有限差分 潜热交换 |
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FreeThaw1D 是一个带有相变的快速一维热传递模型,专为模拟多年冻土区域的热传递过程而设计。
历史背景: 该模型由 GeoFrame Components Team 开发,旨在提供一个高效、准确的工具来模拟多年冻土区域的热传递过程,特别是水-冰相变过程对冻土温度和活动层厚度的影响。
技术特点: 使用先进的相变算法计算水-冰相变,考虑了相变过程中的潜热交换,采用有限差分方法求解热传导方程,计算效率高, 支持多种边界条件设置,适应不同的研究场景, 提供灵活的参数配置,可根据不同地区的土壤特性进行调整,内置多种土壤热物理参数数据库,方便用户直接使用
核心功能: 准确模拟多年冻土温度剖面和活动层厚度变化, 监测和预测多年冻土温度的时空变化,研究活动层厚度的动态变化及其对生态系统的影响,评估气候变化对多年冻土的影响,包括升温情景下的冻土退化过程,模拟不同土地利用方式对冻土热状况的影响
应用案例: 青藏高原多年冻土区热传递过程模拟, 北极地区活动层厚度变化研究, 多年冻土区工程建设对冻土环境的影响评估, 气候变化情景下多年冻土退化趋势预测, 多年冻土区碳循环过程与热传递耦合模拟
局限性: 仅考虑一维热传递过程,无法模拟横向热交换,对土壤水分迁移过程的模拟较为简化, 未考虑生物活动对土壤热性质的影响,计算精度依赖于输入参数的准确性
输入参数: 土壤热导率、热容量、密度等热物理参数, 初始温度剖面,地表温度和温度波动参数,土壤水分含量和相变参数,模拟时间步长和时长
输出结果: 不同深度的温度时间序列,活动层厚度变化,相变过程中的潜热交换量,冻土温度梯度, 热通量分布
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