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小山、沙堆、沙埂或由風的作用形成的其他鬆散物質叫沙丘。沙丘的存在是風吹移未固結的物質所致。沙丘通常與風吹沙佔據大片面積的沙漠地區有關。例如在撒哈拉沙漠,沙的沉積約佔700萬平方公里。

沙丘美探測器拍到火星北極奇特新月形沙

1 沙丘 -移動方式

沙丘沙的移動有兩種方式。

沙丘新月形沙丘

第一種,通過跳躍的過程,風把沙粒颳起,吹移一短距離后再落下。沙子在刮過多石的表面時,沙粒可能彈起幾米高,否則它們在地表面上移動只有幾厘米高。

第二種,跳躍的沙粒再一次碰撞地面,並藉助衝擊力將別的沙粒推向前進。這種運動稱作表層蠕動。形成沙丘最簡單的方式是:一個障礙物,如石頭、植物,阻止了氣流,使沙子在順風一側堆積起來。沙丘逐漸增大,對風攜帶的沙所起的阻擋作用就更大,在下風隱蔽處截住跳躍的沙粒。沙丘增大后,開始順風緩慢移動,呈更不對稱的形狀。沙丘對氣流的干擾越來越大。這時在沙丘向風的一面風速加大,跳躍沙粒被吹動向上,並越過丘峰,下落到下風丘坡的上部,造成比較陡峭的滑面。沙丘沙粒的直徑往往小於1毫米,可使沙粒停住的休止角約為35度。當滑面更為陡峭的上段達到或超過這個角度時,丘坡變得不再穩定。沙子最終滑下滑面,於是沙丘便向前推進。這就是沙丘會移動的原因。由障礙物導致形成沙丘的看法不能解釋沙丘如何在平滑、水平的表面上形成,並構成由許多大小形狀相等的沙堆組成的沙海。有一種看法是:這種沙丘是由空氣和地面的摩擦阻力造成的,而且這種沙丘形成的方式與沙波紋在河床或海灘上形成的方式很相似。新月形沙丘是一種典型的沙漠地形。月牙尖伸向下風方向(在有大量沙子的地區,新月形沙丘可能接合成橫向沙丘之「海」,新月形沙埂在這裡不十分明顯。在植物被損壞,並被風刮出一凹地的地方形成拋物線沙丘。雖然它們在平面圖上略似月牙形,但月牙尖向上風面延伸,滑面在新月形沙丘的外側。它們順風移動,形成U字形)。新月形沙丘的高度可超過27米。長條形沙丘是長長的沙埂。一般來說,它們沿盛行風的方向成一條線。這種沙丘的滑面很可能由旋渦形成。長條形沙丘的沙埂之間的凹處的沙子已被風颳走。沙埂延伸很長的距離,有時達幾公里。沙丘主要為新月形和長條形兩種。在某些地方有一種星形或角錐沙丘,在平面圖上呈多角星形。人們認為這種沙丘並不移動,所以成為沙漠旅行者的路標。

2 沙丘 -詳細分類

沙丘的類型可以根據含沙氣流結構、風力方向和含沙量的不同進行分類,也可以按照風力作用的方向和沙丘形態分佈之間的關係進行分類。沙丘主要有以下三大類:

沙丘沙丘

①新月形沙丘,又稱橫向沙丘。平面如新月,走向與風向垂直或大於60°。沙丘兩側有順風向前延伸的兩個尖角,高度一般在數米至十餘米 。迎風坡為凸坡 ,較平緩 , 坡度約5°~ 20°;背風坡為凹坡,較陡,坡度約28°~34°。其形成過程可分為:餅狀沙堆階段、盾狀沙丘階段、雛形新月形沙丘階段和新月形沙丘形成階段。風沙流流經沙堆產生不同的風速變化、氣壓不同的分佈特點,沙堆頂風速大,氣壓小,背風坡風速小、氣壓大,沙堆背風坡形成渦流,將沙子堆於沙堆背風坡的兩側,並形成背風坡兩尖角之間的馬蹄形小凹地,凹地繼續擴大,雛形新月形沙丘形成。不斷的加積,沙丘增大,背風坡的沙粒因重力下滑,渦流再吹向兩側,發育兩翼,典型的新月形沙丘便形成。新月形沙丘相互連接形成新月形沙丘鏈、複合新月形沙丘和複合沙丘鏈等形態。當橫向沙丘的地面上遇植物灌叢阻礙時可以形成拋物線沙丘,平面形狀與新月形正好相反。繼續發育形成平行低矮的雙生沙壟。

②縱向沙壟。沙丘形態的走向與起沙風合成風的方向基本一致(一般小於30°)。長條狀展布,最長達數十千米,高約數十米,寬數百米。沙源豐富時形成複合型縱向沙壟。

③長時期的多風向風沙流的作用下,在山前或地形較複雜的地區可形成金字塔沙丘,蜂窩狀沙丘等。

3 沙丘 -科學治理

流動沙丘的治理

對於移動性沙丘的治理,可採用「前擋后拉法」,即在迎風坡前方下部種植灌木和半灌木植物(如沙柳、沙篙),拉住沙丘,使其不向前移動。在背風坡(落沙坡)前方,種植高稈植物(如旱柳、小葉楊),以擋住沙丘前移。再利用風力削平沙丘頂部,使沙丘高度降低。最後在拉平的地段栽種喬、灌木,使沙丘全面固定下來。

為阻止流沙前移,固定沙面,他們在沙丘背風面栽植沙柳,在沙丘迎風面栽植沙蒿,流動沙丘在「前後夾擊」下被固定下來,人們這種方法叫「前擋后拉法」。

4 沙丘 -參考資料

[1]西祠衚衕http://www.xici.net/b29226/d6408451.htm

[2]維普資訊http://www.cqvip.com/qk/97218X/199701/2892828.html

[3]甘肅氣象培訓中心http://www.bynw.gov.cn/gstc/Article_Show.asp?ArticleID=3

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