中宏网讯 据中国科学院消息,近日,中国科学院国家空间科学中心等采用多套数值模拟工具,完成小行星撞击成坑到粉尘全球扩散全链条仿真研究。研究采用有限元—光滑粒子流体动力学耦合方法,定量解析撞击成坑与溅射粉尘质量、动力学特征,发现溅射粉尘质量与小行星撞击能在双对数坐标系呈现良好线性关系;利用有限体积法揭示对流层内粉尘的四阶段演化过程;借助粒子扩散模型开展平流层长期模拟,揭示粉尘平流层扩散的时序层次性特征。模拟结果表明,小行星直径提升粉尘总产出,撞击速度提升粉尘向平流层输送比例。二者协同放大平流层粉尘载荷,巨型撞击留存的平流层粉尘对全球气候环境构成潜在威胁。
这项研究建立了覆盖撞击成坑、大气输运、全球扩散的完整数值分析框架,突破以往仅做定性、单一环节模拟的局限,可为近地小行星防御的灾害评估提供理论与技术支撑。
研究指出,当前模型做了部分简化,尚未完整考虑热效应、相变、空气动力学等复杂过程,后续需进一步发展撞击试验与数值算法。相关研究成果发表在《科学通报》(Science Bulletin)上。
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