西安电子科技大学郑晓静院士在国际顶级综述期刊发表综述文章

近日，流体力学领域国际顶级综述期刊 Annual Review of Fluid Mechanics（《流体力学年鉴》）刊出了中国科学院院士、西安电子科技大学教授郑晓静撰写的综述文章“Fluid Dynamics of Sandstorms”。该文章系统梳理了沙尘暴流体动力学领域的研究进展，并从前瞻性视角提出了未来研究方向。西安电子科技大学为该文章的第一单位。

沙尘暴是典型的极端自然灾害，准确预报是世界性难题。预报困难的根源在于，沙尘暴并非单一物理过程，而是热力湍流与剪切湍流相互博弈、风—沙—温度—电场多场耦合、从颗粒起动到沙尘暴形成多尺度交织的非平稳复杂系统。郑晓静院士团队在过去十余年间，于巴丹吉林沙漠青土湖建成了国际上独一无二的沙尘暴全场、多要素、实时同步高频观测阵列（QLOA），获得了目前壁湍流雷诺数最高、沙尘暴过程信息最齐全的实测数据。这些长期积累，构成了这篇综述坚实的观测基础。

文章从流体动力学视角重新定义了沙尘暴的物理本质，并据此提出了新的分类框架：发现局地温度梯度的演化存在两种截然不同的路径——“单调增长型”与“U状变化型”，分别对应热力湍流与剪切湍流之间“博弈”与“消长”两种动力机制。这一分类超越了传统气象学按强度、路径或天气成因划分的宏观视角，直接触及沙尘暴内在的湍流动力机制差异。文章系统阐释了沙尘暴中超大尺度结构的主导作用，揭示了沙尘电场极性空间交替分布的湍流成因，并厘清了非平稳性如何重塑湍动能级串和极端事件分布。尤其值得关注的是，团队将湍流效应引入地表起沙方案后，WRF-Chem模式对沙尘浓度的预报相关系数从0.435提升至0.57，相对误差低于40%的场次由10场中的3场增至8场。这意味着，流体力学的基础认知正在转化为可检验的预报改进。

文章最后指出，沙尘暴研究呼唤非平稳/非平衡高雷诺数两相壁湍流的新理论框架，并提出了全尺度外场测量、可控实验与多物理场耦合数值建模等未来方向。这一判断，将沙尘暴从地球科学的研究对象，提升为当代湍流物理的前沿挑战。

据悉，Annual Review of Fluid Mechanics 创刊于1969年，是流体力学界公认的旗舰综述期刊（IF 26.1），在“力学”（Mechanics）类百余种期刊中排名第一。该刊每年仅出版一卷，发表约二十篇综述文章，且不接受自由投稿，所有文章均由编辑委员会主动邀请领域内公认的杰出学者撰写。在这一平台上发表综述，历来被视为对学者学术判断力和领域影响力的高度认可。自创刊以来，以中国大陆高校或科研机构为第一作者单位发表的文章仅有3篇。该文章的发表，标志着郑晓静院士领导的风沙力学团队所开展的以沙尘暴为对象的流体力学研究，已获得全球流体力学界的高度认可。（通讯员：寇柔娟）