風沙作用

風沙作用

風是沙粒運動的直接動力,當風速作用力大於沙粒慣性力時,沙粒即被起動,形成含沙粒的運動氣流,即風沙流。風沙流對地表物質所發生的侵蝕、搬運和堆積作用稱為風沙作用。

風是沙粒運動的直接動力,當風速作用力大於沙粒慣性力時,沙粒即被起動,形成含沙粒的運動氣流,即風沙流。風沙流對地表物質所發生的侵蝕、搬運和堆積作用稱為 風沙作用。使沙粒沿地表開始運動所必需的最小風速稱為起動風速(或臨界風速)。一切大於臨界風速的風都是起沙風。

起動風速與沙粒的粒徑大小、沙層表土濕度狀況、地面粗糙度等有關。一般沙粒越大,沙層表土越濕,地面越粗糙,植被覆蓋度越大,起動風速也越大。在一定粒徑範圍內,隨粒徑增大,起動風速也增大。起動風速與粒徑平方根呈正比。但對特別大和特別細的粒徑都不易起動。根據實驗測定,粒徑在0.015~0.50mm範圍內,0.1mm左右的沙粒最容易起動。粒徑比0.1mm增大或鹼性,其起動風速都將增大。粒徑為0.10~0.25mm的乾燥沙,起動風速值僅為4~5m/s(指2m高處風速)。

一、風沙侵蝕作用

風沙對地表物質的吹蝕作用和磨蝕作用,統稱為風沙侵蝕作用。

(一)風沙吹蝕作用

風吹過地表時,產生紊流,使沙離開地表,從而使地表物質遭受破壞,稱為吹蝕作用。吹蝕作用的強度與風速呈正比,和粒徑呈反比。風速超過起動風速愈大,吹蝕能力越強。一般組成地表的顆粒小、鬆散且乾燥,要求的起動風速小,受到的吹蝕強烈。

據研究,在一定範圍內,若風中夾帶沙粒,可增強風對地表的吹蝕能力。風沙流中沙子的衝擊作用,使得地面的沙粒更容易從土壤中分離出來進入風沙流。

(二)風沙磨蝕作用

風沙流緊貼地面遷移時,沙粒對地表物質的衝擊和摩擦作用,稱為磨蝕作用。迎風面的岩壁,特別是砂岩,由於風沙流鑽進孔隙之中,不斷鏇磨,可能形成口小內大的風蝕穴。由於風沙流中的沙粒集中分布在距地面30cm之內,所以沙漠區的電線桿下部可因磨蝕而折斷,故常常用磚或土砌一個底座。

二、風沙搬運作用

風沙作用 風沙作用

地表鬆散的碎屑物質,在風沙流的作用下,從一處轉移到另一處的過程稱為風沙的搬運作用。其搬運方式有懸移(又稱為懸浮)、躍移(又稱為跳躍)和蠕移(又稱為推移)。

三、風沙堆積作用

風沙的堆積作用包括沉降堆積和遇阻堆積。在氣流中懸浮運行的沙粒,由於風速減弱,當沉速大於紊流鏇渦的垂直分速時,就要降落堆積在地表,稱為沉降堆積。沙粒的沉速隨粒徑增大而增大。

風沙流運行時,遇到阻礙物,使沙粒堆積起來,稱為遇阻堆積。風沙流可因遇障礙物發生減速而把部分沙粒卸積下來,也可能全部越過(或部分)繞過障礙物繼續前進,在障礙物的背風坡形成渦流。

在風沙流經常發生的地區,粒徑小於0.05mm的沙粒懸浮在較高的大氣層中,遇到冷濕氣團時,粉粒和塵土就成為凝結核隨雨滴大量沉降,成為氣象上所說的塵暴或降塵現象。

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