地貌學課件：風成地貌及黃土地貌

風成地貌及黃土地貌一、內(nèi)容提要掠過地表的風是地貌發(fā)育的一種活躍的營力，尤其是對由干燥松散的細粒物組成的地表，風塑造地貌的效果更加顯著，干旱和半干旱地區(qū)正是這樣的典型地區(qū)。在那里日照強、晝夜溫差大、物理風化盛行、降雨少而集中，風大而頻繁，地表植被稀疏，疏松的沙質(zhì)地表裸露，極易受風的侵蝕、搬運和堆積等作用的影響，形成各種風沙地貌和黃土堆積。世界上荒漠的面積約占陸地總面積的20%，我國沙漠和戈壁面積約占全國面積的11%。風沙移動往往淹沒農(nóng)田、村莊和道路，造成嚴重的空氣污染。一次保護生態(tài)環(huán)境、防風固沙是一項非常重要而艱巨的任務(wù)。要了解風沙地貌的形成和防風固沙，就必須獲得風隊地表作用的物理過程方面的必要知識。本章將介紹風沙作用的空氣動力學原理和風沙流的特征，介紹主要的風蝕地貌和風積地貌的形態(tài)特征、形成與發(fā)育；還將介紹黃土的形成、黃土的特性和黃土地貌。二、知識結(jié)構(gòu)第六章風成地貌及黃土地貌風沙流風蝕作用風積地貌荒漠的類型黃土地貌三、學習目標1、風沙流的形成、特點和影響因素。2、正確理解風的侵蝕作用、搬運作用和堆積作用及其形成的風蝕地貌和堆積地貌。3、正確理解黃土特性對黃土地貌發(fā)育的影響。四、重點難點1、風沙流及風沙作用；2、風積作用與風積地貌；3、荒漠的類型及其形成；4、黃土特性和下覆古地形對黃土地貌發(fā)育的影響。2010年3月，沙塵暴肆虐全球。美國宇航局地球觀測項目組根據(jù)“Terra”衛(wèi)星3月1日到31日的觀測數(shù)據(jù)，繪制了一幅“2010年3月全球浮質(zhì)分布圖”。在3月份的大部分時間里，沙塵甚至吹越非洲的撒哈拉沙漠，聚集于大西洋上空。加勒比海地區(qū)巴巴多斯島上的一個大氣觀測站的記錄顯示，2010年3月是該島上空在過去三年中浮塵濃度最高的一個月。在中國，人們剛剛從3月份巨大的沙塵暴中走出。這場沙塵暴從中國內(nèi)地的戈壁大沙漠一直吹到了太平洋上空。在這幅“2010年3月全球浮質(zhì)分布圖”中，顯示了該月全球大氣中浮質(zhì)粒子的濃度。深棕色羽狀物從非洲一直向西延伸到大西洋上空，這些深棕色羽狀物就是密集分布的沙塵。在中國和東南亞等地區(qū)，也覆蓋著一片片這樣的深棕色羽狀物。濃密的大氣浮質(zhì)好似天空中密布的烏云一樣。在北方，大氣浮質(zhì)主要是沙塵，而在南方，煙霧則是產(chǎn)生高濃度大氣浮質(zhì)的罪魁禍首。在3月份，東南亞地區(qū)經(jīng)常發(fā)生大火，濃煙籠罩著大部分地區(qū)。1993年5月5日甘肅金昌市共死亡85人，傷264人，失蹤13人；牲畜死亡12萬頭。1993年5月5日甘肅金昌市2004年3月29日北京市2009年4月23日2至3點，我國重要的沙塵策源地之一甘肅河西地區(qū)開始出現(xiàn)沙塵天氣。截至上午10點半，甘肅已有6個觀測站受到沙塵天氣的影響，其中敦煌為特強沙塵暴，玉門、瓜洲、肅州、民勤為強沙塵暴。這是今年全國到目前為止最強的一次沙塵過程。從4月24日開始，受北方強沙塵暴天氣影響，四川盆地出現(xiàn)罕見浮塵天氣。重慶市的銅梁、潼南、大足、合川、北碚和奉節(jié)等地4月24日也出現(xiàn)浮塵天氣。2009年4月23日甘肅敦煌出現(xiàn)特強沙塵暴能見度僅20米

2009年4月25日，被浮塵籠罩的成都市區(qū)。在成都市區(qū)，停在路邊的汽車落上了一層薄薄沙土。沙塵天氣是指強風從地面卷起大量塵沙，使空氣混濁，水平能見度明顯下降的一種天氣現(xiàn)象。沙塵天氣分為浮塵、揚沙、沙塵暴三類。浮塵是由于遠地或本地產(chǎn)生沙塵暴或揚沙后，塵沙等細粒浮游空中而形成，俗稱“落黃沙”，出現(xiàn)時遠方物體呈土黃色，太陽呈蒼白色或淡黃色，能見度小于10km，大致出現(xiàn)在冷空氣過境前后。揚沙：風將地面塵沙吹起，空氣相當混濁，水平能見度在1公里到10公里之內(nèi)。沙塵暴：強風將地面塵沙吹起，能見度明顯下降，出現(xiàn)時天空混濁、一片黃色，能見度小于1km。風成地貌及黃土地貌

第一節(jié)風沙流含沙的氣流稱為風沙流。

一、風沙運動的力學分析風向平均床面高度

沙粒的受力F1：風的動應(yīng)力產(chǎn)生的力矩F2：沙粒重力產(chǎn)生的力矩

風沙運動條件

F1

＞F2

二、起動風速與起沙風

起動風速是指沙粒開始運動的臨界風速。起沙風是指大于起動風速的風。起動風速與沙粒粒徑、地表性質(zhì)和沙子的含水量等因素有關(guān)。

粒徑（mm）

起動風速（m/s)0.10—0.254.00.25—0.505.60.5—1.06.7>1.07.1

根據(jù)拜格諾的研究，對粒徑大于0.1mm的石英顆粒來說，沙粒的起動風速與粒徑的平方根成正比。1、起動風速與粒徑的關(guān)系2、起動風速與沙子含水量的關(guān)系

濕潤能增加沙子的粘滯性，加大沙子的團聚作用，因而要更大的起動風速，才能吹揚起沙子。

粒徑

(mm)不同含水率下的沙粒的起動風速（m/s）干燥狀態(tài)

含水率（%）12342—19.010.812.0——1—0.56.07.09.512.0—0.5--0.254.85.87.512.0—0.25--0.1753.84.66.010.512.0

沙子的含水率與起動風速的關(guān)系

3、起動風速與地面性質(zhì)的關(guān)系

起動風速與地面的粗糙程度呈正比，即沙子的起動風速隨地面粗糙度的增大而增大。三、風沙運動形式與輸沙率

（一）風沙運動形式

1、懸移——懸浮在空氣中運動。主要是粒徑小于0.05mm的細小顆粒，能長時間、長距離懸浮運動。

2、躍移——跳躍式運動。這是沙子主要的運動形式。

3、蠕移——沿地面滑動或滾動。

風對地表松散碎屑物搬運的方式，以躍移為主（其含量約為70~80%），蠕移次之（約為15~20%），懸移很少（一般不超過10%）。對某一粒徑的沙粒來說，隨著風速的增大，可以從蠕移轉(zhuǎn)化為躍移，從躍移轉(zhuǎn)化為懸移，反之，也是一樣。

風沙流(wind-driftsandflow)貼近地面運動，其搬運的沙子絕大部分集中在離地面30厘米的高度內(nèi)，尤其集中在0~10厘米的氣流層中。小于0.05mm2~0.05mm懸移躍移蠕移風向風沙運動的三種基本運動形式

（二）輸沙率