自然地质灾害:干旱与冰川地区的挑战
1. 风作用与干旱地区
在干旱地区,由于植被稀少,风的作用比其他地方更为显著。风本身只能吹走土壤和未胶结的岩石碎屑,但当携带颗粒时,就会成为显著的磨蚀因素。当气压克服地表颗粒的重力时,风蚀就会发生。起初,颗粒以跳跃的方式移动,跳跃的颗粒撞击其他颗粒,可能导致它们通过牵引、跳跃或悬浮的方式移动。其中,跳跃占风搬运颗粒的四分之三,其余大部分以悬浮方式搬运,少数通过牵引移动。
1.1 风蚀
风蚀的重要因素包括风速、湍流、频率、持续时间和方向等。颗粒的移动性则与它们的大小、形状和密度有关。直径小于 0.1 毫米的颗粒通常以悬浮方式搬运,0.1 - 0.5 毫米的颗粒以跳跃方式搬运,大于 0.5 毫米的颗粒倾向于通过牵引移动。比重为 2.65 的石英砂等颗粒,在 0.1 - 0.15 毫米粒径范围内最易受到风蚀。风速达到 12 千米/小时时,可使直径 0.2 毫米的颗粒开始移动,较低的风速也能维持颗粒的移动。
风只能搬运有限粒径范围的颗粒,如果要使风蚀超出去除现有松散颗粒的程度,剩余物质必须被其他侵蚀或风化因素充分分解。未充分减小粒径的物质会严重抑制风蚀的进一步发展。去除细颗粒物质会导致较大颗粒物质的比例增加,这些较大颗粒物质能提供一定的保护,最终形成风稳定的表面。此外,粘结剂(如淤泥、粘土和有机物)、植被以及土壤水分都有助于颗粒的粘结,增加风蚀的难度。粗糙的表面会降低近地表风速,使特定粒径的颗粒不易被吹走。风在无阻碍的长距离表面上吹刮时,更有可能达到最佳效率。
风蚀主要有三种类型:
- 吹蚀 :风通过吹走松散的未固结颗粒降低地表高度。在干旱和半干旱地区,吹蚀可能
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