第一章 风沙地貌[公开课堂]
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❖ 频繁而强劲的风力是塑造风沙地貌的主要动力。
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5
风沙物质的来源
古河流冲积物 现代河流的冲积物 古代和现代的冲积-湖积物(河湖平原) 洪积-冲积物(山前洪积-冲积平原) 来源于基岩风化的残积物和坡积物
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6
荒漠区的分布规律
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7
分布规律
世界沙漠占陆地面积的1/5，我国约占全国的1/10。就 全球沙漠性质而言，主要有两种分布类型:
风的作用表现为气流沿地表流动时对地面物质的吹蚀、 磨蚀、搬运和堆积过程。
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一、风蚀作用(wind erosion)
地表物质在风力作用下脱离原地称为风蚀作用。风蚀作 用包括吹蚀作用(deflation)和磨蚀作用(abrasion)。
地表的松散沙粒或基岩上的风化产物，在紊动气流作用 下将被吹扬离开地面，使地表物质遭受破坏，称吹蚀作 用。
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3
荒漠区的自然特征
❖ 气候极端干燥，温差很大； （物理风化强烈，就地起沙） ❖ 沙质地表裸露，植被稀少；（利于风沙移动） ❖ 内陆水系往往是输送沙源的主要动力；（间歇性河流，外
来沙源） 有的沙漠原本是厚层河湖相沉积分布区，有被埋藏的地下河，还
有已干涸的地表河槽，如塔里木盆地近地表有几十米厚的冲积砂层。
风挟带沙粒移动（风沙流）对岩石或不同胶结程度的泥 沙块体进行碰撞、冲击和摩擦，或者在岩石裂隙和凹坑 内进行旋磨，称为磨蚀作用。
上课资料Hale Waihona Puke Baidu
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沙粒的起动
风对沙质地表作用时，当风速达到开始使沙起动的临界风速， 称为起动风速(又称临界摩阻速度) 。凡风速超过起动风速的风， 均叫起沙风。
地面沙粒被风起动 的过程和物理机制是十 分复杂的，据风洞试验 和高速摄影判断，对作 用于单颗沙粒的主要动 力有 风的拖曳力 (FD) 、 沙粒的自身重力 (Fw)、 上升力(FL)和冲击力。
Aeolian Processes and Landforms
第一节 荒漠区的自然特征及其分布规律 第二节 风的作用 第三节 风成地貌 第四节 荒漠的类型
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19
第二节 风的作用
风力是荒漠区的最主要的地貌作用营力，它不仅将风化 碎屑中的细小颗粒和松散沉积物中的砂粒搬运到很远的 地方，堆积成各种沙丘(风积地貌)；而且能侵蚀坚硬岩 石或大石块，形成各种风蚀地貌。
Vt=A·g·d·(σ－ρ)/ρ 式中σ为颗粒密度，ρ为空气密度，g为重力加速度，d为颗粒粒径， A为经验系数。对d＞0.1mm的颗粒，A=0.1。
冲击起动值和流体起动值一样，也遵循平方根定律，不过系数 A=0.08，即任何高程上冲击沙粒的风速，都要比流体值下的风速小 20%。
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沙粒的起动
沙粒粒径（mm）
新疆莎车沙粒粒径与起动风速 （吴正，1987） 0.10-0.25 0.25-0.50
起动风速（m/s）（距地面 2m）
4.0
5.6
0.50-1.0 6.7
>1.0 7.1
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沙粒的起动
R.A.Bagnold根据流体在起动条件下，作用在沙粒上的迎面阻力 （拖曳力）和重力的平衡，导出了沙粒开始移动的临界速度，也就是 临界摩阻速度Vt
副热带高压带荒漠区——副热带荒漠(15°－35 °) 如撒哈拉、阿拉伯半岛、澳大利亚西部大沙漠、南美阿
塔卡马沙漠、印度塔尔沙漠等、南非卡拉哈迪沙漠。
大陆内部荒漠区——温带荒漠(35 °－45 °) 如塔克拉玛干沙漠、中亚沙漠、蒙古沙漠等。
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9
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10
荒漠区形成的基本原因
主要由纬度、大气环流和地形条件决定:
第六章 风沙地貌（荒漠地貌）
Aeolian Processes and Landforms
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1
风沙地貌学与风沙地貌
风沙地貌学是研究风力作用下地表沙粒和粉尘起动、传输与沉积过程的 一门学科。风沙地貌过程是地球表面特别是干旱区最为普遍的一种地貌 过程。
风作用于沙质地表后，将沙 粒吹扬起来，再纳入气流中前进， 形成了气流与固体流所组成的两 相流，称为风沙流。风与风沙流 对地表物质的吹蚀、搬运和堆积 作用，称为风沙作用；在风沙作 用过程中所形成的地貌，称风沙 (成)地貌。
风沙地貌多发生在干旱、半 干旱地区，特别是沙漠地带，还 有一些在大陆冰川的边缘，植被 稀少的海岸地带、湖岸地带和河 谷地带。既有地带性的，又有非 地带性的。
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腾格里沙漠
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第六章 风沙地貌（荒漠地貌）
Aeolian Processes and Landforms
第一节 荒漠区的自然特征及其分布规律 第二节 风的作用 第三节 风成地貌 第四节 荒漠的类型
a.
b.
c.
沙粒从滚动到跃起的过程
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沙粒的起动
一般地，起沙风>4-5m/s。它同沙子粒径大小、地表性质（粗糙 程度）以及沙子本身的含水率有关。
关 于 沙 子 的 起 动 风 速 ， Bagnold 提 出 了 流 体 起 动 值 (fluid threshold)和冲击起动值(impact threshold)的概念。流体起动值 是指沙粒的运动完全出于风对沙面沙粒的直接推动作用，使沙粒开 始起动的临界风速；若沙粒的运动主要是由于跃移沙粒的冲击作用， 其起动的临界风速则称为冲击起动值。
作用于沙粒上的拖曳力及上升力
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22
沙粒的起动
当风速增大到接近起动风速的时候，有些沙粒就开始振动或前后摆动； 当风速达到起动风速之后，有些沙粒就开始沿沙面滚动或滑动，在高速摄 影中还可看到沙粒的滚动与滑动相交替，滚动与滑动的沙粒有一个活动基 面，沙粒的运动受阻或受到其它运动沙粒的冲击就会骤然起跳。
起动风速与沙粒粒径的平 方根成正比。不过，极小 沙粒不易起动，起动风速 反而更大。粒径d＜ 0.1mm ， 上 述 的 平 方 根 定律就不复存在。
小颗粒不易起动的原因 ①粒间内聚力大， ②持水， ③地面粗糙程度低。
回归高压带的影响 气流下沉，空气增温， 相对湿度减少而形成
高山高原地形的影响 地形闭塞，海洋气流 不能深入而形成
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11
中国沙漠和沙漠化土地分布
长江以南地区有没有风沙地貌分布？
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12
鄱阳湖湖滨“沙山”
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第六章 风沙地貌（荒漠地貌）
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风沙物质的来源
古河流冲积物 现代河流的冲积物 古代和现代的冲积-湖积物(河湖平原) 洪积-冲积物(山前洪积-冲积平原) 来源于基岩风化的残积物和坡积物
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荒漠区的分布规律
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分布规律
世界沙漠占陆地面积的1/5，我国约占全国的1/10。就 全球沙漠性质而言，主要有两种分布类型:
风的作用表现为气流沿地表流动时对地面物质的吹蚀、 磨蚀、搬运和堆积过程。
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一、风蚀作用(wind erosion)
地表物质在风力作用下脱离原地称为风蚀作用。风蚀作 用包括吹蚀作用(deflation)和磨蚀作用(abrasion)。
地表的松散沙粒或基岩上的风化产物，在紊动气流作用 下将被吹扬离开地面，使地表物质遭受破坏，称吹蚀作 用。
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荒漠区的自然特征
❖ 气候极端干燥，温差很大； （物理风化强烈，就地起沙） ❖ 沙质地表裸露，植被稀少；（利于风沙移动） ❖ 内陆水系往往是输送沙源的主要动力；（间歇性河流，外
来沙源） 有的沙漠原本是厚层河湖相沉积分布区，有被埋藏的地下河，还
有已干涸的地表河槽，如塔里木盆地近地表有几十米厚的冲积砂层。
风挟带沙粒移动（风沙流）对岩石或不同胶结程度的泥 沙块体进行碰撞、冲击和摩擦，或者在岩石裂隙和凹坑 内进行旋磨，称为磨蚀作用。
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沙粒的起动
风对沙质地表作用时，当风速达到开始使沙起动的临界风速， 称为起动风速(又称临界摩阻速度) 。凡风速超过起动风速的风， 均叫起沙风。
地面沙粒被风起动 的过程和物理机制是十 分复杂的，据风洞试验 和高速摄影判断，对作 用于单颗沙粒的主要动 力有 风的拖曳力 (FD) 、 沙粒的自身重力 (Fw)、 上升力(FL)和冲击力。
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第一节 荒漠区的自然特征及其分布规律 第二节 风的作用 第三节 风成地貌 第四节 荒漠的类型
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第二节 风的作用
风力是荒漠区的最主要的地貌作用营力，它不仅将风化 碎屑中的细小颗粒和松散沉积物中的砂粒搬运到很远的 地方，堆积成各种沙丘(风积地貌)；而且能侵蚀坚硬岩 石或大石块，形成各种风蚀地貌。
Vt=A·g·d·(σ－ρ)/ρ 式中σ为颗粒密度，ρ为空气密度，g为重力加速度，d为颗粒粒径， A为经验系数。对d＞0.1mm的颗粒，A=0.1。
冲击起动值和流体起动值一样，也遵循平方根定律，不过系数 A=0.08，即任何高程上冲击沙粒的风速，都要比流体值下的风速小 20%。
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沙粒的起动
沙粒粒径（mm）
新疆莎车沙粒粒径与起动风速 （吴正，1987） 0.10-0.25 0.25-0.50
起动风速（m/s）（距地面 2m）
4.0
5.6
0.50-1.0 6.7
>1.0 7.1
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沙粒的起动
R.A.Bagnold根据流体在起动条件下，作用在沙粒上的迎面阻力 （拖曳力）和重力的平衡，导出了沙粒开始移动的临界速度，也就是 临界摩阻速度Vt
副热带高压带荒漠区——副热带荒漠(15°－35 °) 如撒哈拉、阿拉伯半岛、澳大利亚西部大沙漠、南美阿
塔卡马沙漠、印度塔尔沙漠等、南非卡拉哈迪沙漠。
大陆内部荒漠区——温带荒漠(35 °－45 °) 如塔克拉玛干沙漠、中亚沙漠、蒙古沙漠等。
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荒漠区形成的基本原因
主要由纬度、大气环流和地形条件决定:
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风沙地貌学与风沙地貌
风沙地貌学是研究风力作用下地表沙粒和粉尘起动、传输与沉积过程的 一门学科。风沙地貌过程是地球表面特别是干旱区最为普遍的一种地貌 过程。
风作用于沙质地表后，将沙 粒吹扬起来，再纳入气流中前进， 形成了气流与固体流所组成的两 相流，称为风沙流。风与风沙流 对地表物质的吹蚀、搬运和堆积 作用，称为风沙作用；在风沙作 用过程中所形成的地貌，称风沙 (成)地貌。
风沙地貌多发生在干旱、半 干旱地区，特别是沙漠地带，还 有一些在大陆冰川的边缘，植被 稀少的海岸地带、湖岸地带和河 谷地带。既有地带性的，又有非 地带性的。
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第六章 风沙地貌（荒漠地貌）
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第一节 荒漠区的自然特征及其分布规律 第二节 风的作用 第三节 风成地貌 第四节 荒漠的类型
a.
b.
c.
沙粒从滚动到跃起的过程
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沙粒的起动
一般地，起沙风>4-5m/s。它同沙子粒径大小、地表性质（粗糙 程度）以及沙子本身的含水率有关。
关 于 沙 子 的 起 动 风 速 ， Bagnold 提 出 了 流 体 起 动 值 (fluid threshold)和冲击起动值(impact threshold)的概念。流体起动值 是指沙粒的运动完全出于风对沙面沙粒的直接推动作用，使沙粒开 始起动的临界风速；若沙粒的运动主要是由于跃移沙粒的冲击作用， 其起动的临界风速则称为冲击起动值。
作用于沙粒上的拖曳力及上升力
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22
沙粒的起动
当风速增大到接近起动风速的时候，有些沙粒就开始振动或前后摆动； 当风速达到起动风速之后，有些沙粒就开始沿沙面滚动或滑动，在高速摄 影中还可看到沙粒的滚动与滑动相交替，滚动与滑动的沙粒有一个活动基 面，沙粒的运动受阻或受到其它运动沙粒的冲击就会骤然起跳。
起动风速与沙粒粒径的平 方根成正比。不过，极小 沙粒不易起动，起动风速 反而更大。粒径d＜ 0.1mm ， 上 述 的 平 方 根 定律就不复存在。
小颗粒不易起动的原因 ①粒间内聚力大， ②持水， ③地面粗糙程度低。
回归高压带的影响 气流下沉，空气增温， 相对湿度减少而形成
高山高原地形的影响 地形闭塞，海洋气流 不能深入而形成
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11
中国沙漠和沙漠化土地分布
长江以南地区有没有风沙地貌分布？
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鄱阳湖湖滨“沙山”
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第六章 风沙地貌（荒漠地貌）