Разностная схема краевой задачи переноса CO2 в лесных песчаных почвах

Ксения Васильевна Грудова, Kseniya Grudova

Аннотация


В контексте проблемы анализа антропогенного воздействия на окружающую среду возникает потребность в исследовании динамики почвенного углерода.  Учитывая зависимость процессов переноса и продуцирования CO2 от текстуры почвы, влажности атмосферы, частоты осадков и других  факторов, актуальной задачей является математическое описание газовой фазы почв для конкретной местности. В основу данной работы была взята  математическая модель продуцирования и переноса углекислого газа в суточном диапазоне времени в лесных почвах, характерных для Восточной Фенноскандии. Модель ориентирована на сравнительный количественный анализ диффузионной и конвективной составляющих с целью оценки динамики дыхания почвы и изменений направлений стока (в атмосферу и глубинные горизонты, грунтовые воды). В работе осуществлен переход к безразмерному виду модели, предложены явно–неявная разностная схема и итерационный вычислительный алгоритм решения краевой задачи переноса углекислого газа в почвенном горизонте.

Ключевые слова


краевые задачи в пористой среде; диффузия и конвекция; перенос CO2 в песчаных почвах; явно-неявная разностная схема

Полный текст:

PDF

Литература


Заика Ю.В., Бахмет О.Н. Краевая задача переноса CO2 в лесных песчаных почвах// Труды Карельского научного центра РАН. 2020. №7. С. 34 - 45. doi: 10.17076/mat1244

Zaika Yu.V., Bakhmet O.N. Boundary value problem of CO2 production and transport in forest sandy soil/ In the book: A Closer Look at Boundary Value Problems, Nova Science Publishers, New York, 2020.

Тарко А.М. Антропогенные изменения глобальных биосферных процессов. Математическое моделирование. М.: Физматлит, 2005. - 232 c.

Полуэктов Р.А., Смоляр Э.И., Тарлеев В.В., Топаж А.Г. Модели продукционного процесса сельскохозяйственных культур. - СПб.: СПбГУ, 2006. - 396 c.

Чертов О. Г., Комаров А. С., Надпорожская М. А. и др. Динамическое моделирование процессов трансформации органического вещества почв. Модель ROMUL. - СПб., 2007. - 96 c.

Шеин~Е. В., Рыжова И. М. Математическое моделирование в почвоведении. - М., 2016. - 377 c.

Richter J. The Soil as a Reactor: Modelling Processes in the Soil. - Catena Verlag, 1987. - 192 p.

Смагин A. В. Газовая фаза почв. - М.: МГУ, 2005. - 301 c.

Шеин Е. В. Курс физики почв. - М.: МГУ, 2005. - 432 c.

Ризниченко Г. Ю. Математические модели в биофизике и экологии. - Москва-Ижевск, 2003. - 184 c.

Зоммерфельд А. Дифференциальные уравнения в частных производных физики. - М.: ИЛ, 1950. - 457 c.

Сивухин Д. В. Общий курс физики. Т. II. Термодинамика и молекулярная физика. - М.: Физматлит, 2005. - 544 c.

Калиткин Н. Н. Численные методы. Главная редакция физико - математической литературы изд-ва Наука, М., 1978 С. 380 - 384

Гамзаев Х. М. Численный метод решения коэффициентной обратной задачи для уравнения диффузии - конвекции - реакции.// Вестник Томского Государственного университета. Математика и механика. 2017. №50. С. 67 - 78. doi: 10.17223/19988621/50/6

Edmund M. R., Kiona O., Heather K., Kim-berly E. S., Yolima C., Elise P. Modeling soil CO2 production and transport with dynamic source and diffusion terms: testing the steady-state assumption using DETECT v1.0. - Geoscientific Model Development. 2018. P. 1909 - 1928. doi: 10.5194/gmd-11-1909-2018

Enrique P. S., Russell L. S., Joost van H., Greg A. B. Improving the accuracy of the gradient method for determining soil carbon dioxide efflux. - Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. 2017. P. 50-64. doi: 10.1002/2016JG003530




DOI: http://dx.doi.org/10.17076/mat1454

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019