在自然界，河流的下切、由斜坡的上部向坡底的风化物质的输送，以及从基岩上的风化物质的供应，都是同步发生的。它们对于一个计算机模型来说，都必须被看成是一种连续的事件，并且在程序中的相同时段内，同步地对系统的行为起着作用。倘若这个过程的时间步长足够小，而模型发育的时间单位的数目，又处在允许的范围之内，则可很好地保证所要求的同步性。
(二)风化模拟
在数量分析的范畴中，风化被定义为基岩表面的下降，这当然是指平行覆盖的岩床这种状况。基岩表面下降的数量，必然意味着风化物质覆盖厚度的增加。即风化可以被看成是对先前不可移动的、固定的基岩材料，所进行的破碎与分解，并由此产生了可以移动的风化物质。计算机所模拟的风化，正是依据这样的机理。
对风化的两种基本模型，即机械风化和化学风化，应当给予明确的区分。机械风化主要取决于温度的变化，尤其是温度通过冰点的上下振荡；而在非冰冻地区，温度变化范围的大小和频率可以作用于基岩，可产生相应的但却微小一些的热胀冷缩。正如1958年张镜湖所叙述的：地表的温度变化范围随着地面以下深度的增加呈指数递减。这样，对于基岩的机械风化速率，也会随着其上所覆盖风化物质厚度的增加而呈指数减弱。
但是在冰冻为主要原因所引起机械风化的气候带中，冻--融*交替循环的频率，要比上述温度变化范围的效应更为重要。然而实验证明，冻—融循环的频率亦随着地面之下深度的增加呈现出指数性的减小。由此，我们即可很自然地得到一类非线性关系的表达式。基于如上分析，对于机械风化的方程式，在理论模拟过程中可以采用如下的表达：
W=W0e-C (6.103)
式中W为基岩风化速度(在一个时间单位内)；W0为裸露的基岩面上的风化速率；C为风化物质的覆盖厚度；e为自然对数的底。
当该理论模型被用以进行不同野外状况的比较时，风化产物覆盖层的热传导率这样一个系数，就必须被引入到指数C当中。在图6-35中，式6.103就是由最下边的那条曲线所表示的，并且被标定为“纯粹机械风化”。
化学风化必须有水存在。在所暴露的岩石上，水分倾向于产生径流或被迅速蒸发掉，这样对于岩石中各成分的分解来说，就只能发生在一个并不太长的时段之中。在具有贮水能力的风化物质覆盖的状况下，情形就有明显不同。水分将可以同其下伏基岩保持较长时间的接触，故化学风化的作用相对就要强烈得多了。依照这样的设想，具有一个确定标准厚度Cc的风化物质层，需要贮存足够的水分，以保证在风化产物与基岩的界面上一直保持湿润的条件。当然，如果处于无雨的旱季时，化学风化的有效性就会减弱甚至被中断。一般化学风化的速率可以被假设为：在开始时其速率将随着风化产物的厚度增加而增加，这种现象在理论模型中以下列方程表达：
式中C(≤Cc)为风化产物在基岩之上覆盖层的厚度；K1为一个系数，它可以确定出，在所规定的临界或标准风化产物厚度Cc条件下，风化速率能够高出基岩完全裸露状况下风化速度的倍数。在图6-35中，关于化学风化速率的方程，是由最上部的曲线的上升部分所表示的，而且是按照K1=2.0的数值设计的。而当实际的风化层厚度C＞Cc时，则化学风化的速率又会以一种十分类似于机械风化速率的形式，呈现出一种指数性的递减特征，即表达成：
本文标题：地表形态过程模拟(3)
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