風(fēng)沙物理學(xué)深刻復(fù)知識(shí)題

1、風(fēng)沙物理學(xué)（看做的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)）緒論1.風(fēng)沙物理學(xué)概念：風(fēng)沙物理學(xué)是以物理學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)研究風(fēng)與沙物質(zhì)地表相互作用規(guī)律的科學(xué)。第一章 流體力學(xué)基本理論（看）第二章 近地面氣流運(yùn)動(dòng)規(guī)律（看）第三章沙物質(zhì)及其基本性質(zhì)沙物質(zhì)的物理意義：能夠形成風(fēng)沙流的所有地表固體碎屑物質(zhì).沙顆粒大小、形狀和圓度如何描述d = （6VE嚴(yán)當(dāng)量直徑：具有相同體積的球體直徑。中值粒徑：對(duì)應(yīng)于重量百分?jǐn)?shù)為 50 %的粒徑。平均粒徑：do = 1/3 （小16 +小50 + 小84）.沙物質(zhì)粒徑分布如何表達(dá)分選系數(shù)：Sc = （d 75 / d 25）1/2梯級(jí)頻率粒配曲線：顆粒粒徑為橫坐標(biāo)，重量或粒數(shù)的頻率百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)得到的一系

2、列相鄰的矩形圖組。累積頻率粒配曲線：顆粒粒徑為橫坐標(biāo)，以小于（或大于）某一粒徑的顆粒重量占樣品總重量百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)得到的圖形。.沙顆粒表面組織與環(huán)境有何關(guān)系內(nèi)陸沙漠沙石英顆粒表面結(jié)構(gòu)特征：較好的磨圓度；有大量的機(jī)械撞擊痕跡，撞擊坑成群出現(xiàn)；強(qiáng)風(fēng)暴時(shí)由一次撞擊作用形成碟形撞擊坑；沙粒在 滾動(dòng)和躍移中相互磨擦、碰撞形成麻坑?；瘜W(xué)沉淀作用發(fā)育，沉淀多見(jiàn)于各類撞擊坑底部成硅質(zhì)球， 一些砂粒表面有大量沉淀形成硅質(zhì) 薄膜并出現(xiàn)裂紋.海岸沙丘沙石英顆粒表面結(jié)構(gòu)特征：化學(xué)溶蝕作用較內(nèi)陸沙明顯，沿構(gòu)造軟弱部位發(fā)展成溶蝕溝、溶蝕洞，甚至出現(xiàn)方向性三角形坑等溶蝕形態(tài)。有代表海灘環(huán)境的水下撞擊 V型坑。具有代表風(fēng)成環(huán)

3、境的典型特征，如磨圓好、碟形坑，沉淀層和裂紋；有代表水下環(huán)境的撞擊坑、 化學(xué)溶蝕坑等。即具有海灘沙特征，又具有疊加其上或與其共生的風(fēng)成環(huán)境特征。.沙漠沙顏色是怎么回事？沙顆粒顏色一取決于礦物成分并隨環(huán)境條件的改變發(fā)生變化。淡黃色、黃色、黃橙色或棕紅色是典型顏色。也有一些是青灰色、紅色、白色、黑色。彩色沙漠：美國(guó)科羅拉多大峽谷所在的亞利桑那州， 火山熔巖礦物質(zhì)沙石，具有紫色、黃色、 紅色、綠色、白色和蘭色。庫(kù)姆塔格沙漠竟然是一個(gè)五彩沙漠，沙子有紅、黃、藍(lán)、黑、白、綠 等各種顏色，與我們最初想象的黃沙漫漫相去甚遠(yuǎn)。被風(fēng)化的五彩的風(fēng)凌石再風(fēng)化就慢慢碎成了 沙子，逐漸形成沙漠。黑色沙漠：卡拉庫(kù)姆沙漠，

4、棕黑色，黑色巖層風(fēng)化形成。白色沙漠：美國(guó)新墨西哥州的路索 羅盆地。石膏質(zhì)海床幾經(jīng)變幻，石膏礦被風(fēng)化后結(jié)晶成潔白的微小顆粒。紅色沙漠：澳大利亞辛普森沙漠等。具成因是砂石上裹有一層氧化鐵，這是鐵質(zhì)礦物長(zhǎng)期風(fēng) 化漫染大漠所至。.沙鳴現(xiàn)象一一篩勻汰凈：例如：寧夏中衛(wèi)沙坡頭、內(nèi)蒙古銀肯響沙灣、敦煌月牙山1:風(fēng)選程度好，沙粒均勻一致，非毛管孔隙多。（振動(dòng)頻率一致，空氣中振動(dòng)容易傳播。）（0.110.25mm占 98 % ,粉沙 0.82%）;2:躍移旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致沙顆粒鈍/次棱角形（園度 0.150.25）或次園狀（園度0.250.4）;滾 因沙粒不超過(guò)3% （國(guó)度0.61.0）。（沙顆粒運(yùn)動(dòng)自如）3:沙粒

5、受熱增溫干燥，含水量降低，有力發(fā)聲并促進(jìn)傳播。（沙顆粒運(yùn)動(dòng)自如，振動(dòng)容易傳播）濕沙顆粒周圍水膜水的張力阻止，減弱沙顆粒自如運(yùn)動(dòng)和振動(dòng)傳播。（含水量0.4%, 一般濕 沙含水量4%）。人工篩勻汰凈沙顆粒水洗等處理，在水、乙醴、酒精中都可發(fā)聲。第四章風(fēng)沙流運(yùn)動(dòng).滑移起動(dòng)學(xué)：現(xiàn)代高速攝影資料表明，當(dāng)風(fēng)力達(dá)到一定值后，顆粒不僅發(fā)生滾動(dòng)和滑動(dòng)，更重要的是發(fā)生 滑移。其運(yùn)動(dòng)軌跡可以是直線，但更多的是曲線?；婆c滑動(dòng)不同，滑移是滑翔式運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)是不離開顆粒和支撐表面的全接觸式運(yùn)動(dòng)?；?垂直距離一個(gè)粒徑，水平幾個(gè)到幾十個(gè)粒徑距離范圍遷移。回答了流體起動(dòng)條件下第一顆沙粒是如何首先跳起來(lái)的問(wèn)題。.猝發(fā)起動(dòng)學(xué)的基

6、本觀點(diǎn)（層流底層、主流紊流層、各層對(duì)沙層顆粒的影響）。.沙顆粒啟動(dòng)過(guò)程和機(jī)制：在風(fēng)力作用下，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到某一臨界值時(shí)，個(gè)別突出的沙粒受到湍流運(yùn)動(dòng)和壓力脈動(dòng)的影響， 開始出現(xiàn)振動(dòng)或小擺動(dòng)；當(dāng)風(fēng)速增大超過(guò)臨界值之后，沙粒的振動(dòng)也隨之加快，正面推力和上升力也隨之加大，并足 以克服重力的影響，在較大旋轉(zhuǎn)力的作用下，促使一些最不穩(wěn)定的沙粒首先沿沙面滾動(dòng)或滑動(dòng)和 滑移，由于沙顆粒的幾何形狀和所處的空間位置的多樣性以及受力狀況的多變性，因此，在滾動(dòng) 和滑移的過(guò)程中有些沙粒與地表突起的沙粒碰撞，或被其他沙粒碰撞時(shí)，會(huì)獲得很大的沖量。于 是，沙顆粒在沖擊力的作用下，在碰撞瞬間由水平運(yùn)動(dòng)急劇轉(zhuǎn)變?yōu)榻醮怪边\(yùn)動(dòng)進(jìn)入氣

7、流中。.沙粒的起動(dòng)風(fēng)速 起動(dòng)風(fēng)速：沙粒在一定的風(fēng)力作用下開始運(yùn)動(dòng)，使沙粒開始運(yùn)動(dòng)的臨界風(fēng)速即為起動(dòng)風(fēng)速。相同條件下，流體起動(dòng)風(fēng)速值大于沖擊起動(dòng)風(fēng)速值.流體起動(dòng)沖擊起動(dòng)與風(fēng)蝕的物理意義和他們之間的關(guān)系風(fēng)蝕：氣流（風(fēng)力）作用下土壤圈或巖石圈的破損。風(fēng)蝕過(guò)程是風(fēng)力作用引起的地表物質(zhì)脫離 地表、搬運(yùn)和再堆積過(guò)程的統(tǒng)一。根據(jù)氣流性質(zhì)之差異，風(fēng)蝕又分為：吹蝕（deflation）-大氣將地表沙和土壤物質(zhì)吹起搬運(yùn)稱吹蝕，即凈風(fēng)侵蝕；磨蝕（abrasion）-地表物質(zhì)受風(fēng)沙流沖擊及摩擦，即風(fēng)沙流侵蝕。起動(dòng)性質(zhì)不同：流體起動(dòng)為風(fēng)蝕性起動(dòng)，沖擊起動(dòng)為置換性起動(dòng)。分選性不同：流體起動(dòng)具有主動(dòng)分異性，沖擊起動(dòng)具有隨機(jī)

8、分異性。關(guān)系：兩種起動(dòng)興衰與共不可分割。.風(fēng)沙流中沙粒運(yùn)動(dòng)有四種形式：蠕移運(yùn)動(dòng)：滾動(dòng)/滑動(dòng)全接觸式運(yùn)動(dòng)0.52.0mm ,占總量1/4滑移：瞬時(shí)離開沙床表面的滑翔式（X:幾幾十粒徑，Y: 1個(gè)粒徑）躍移運(yùn)動(dòng)：0.50.05mm 極易區(qū)0.20.15mm 占總量3/4懸移運(yùn)動(dòng)： 0.1mm ,極少，近風(fēng)速度在運(yùn)動(dòng).躍移質(zhì)對(duì)沙粒運(yùn)動(dòng)物理意義1）躍移質(zhì)占到風(fēng)沙流總沙粒的1/23/4凌裕泉在新疆莎車測(cè)定風(fēng)速在 510m/s ,躍移質(zhì)78%風(fēng)沙流中的沙顆粒以躍移運(yùn)動(dòng)為主90%以上的躍移質(zhì)都在地表附近30cm高度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)風(fēng)沙流是一種貼近地表的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象（1-2 ）3）蠕移質(zhì)直接從躍移質(zhì)取得動(dòng)量.可以推動(dòng)6

9、倍于躍移質(zhì)直徑，200倍于它重量的沙粒4）對(duì)懸移質(zhì)的驅(qū)散作用，使懸移質(zhì)容易隨氣漩飄移-連鎖反應(yīng)：直接或間接促進(jìn)地表風(fēng)蝕（3-4）5 ）躍移質(zhì)是風(fēng)能消耗大戶，嚴(yán)重阻滯流體起動(dòng)作用-躍移的雙重性：促進(jìn)磨蝕，抑制吹蝕（3-4-5）躍移運(yùn)動(dòng):起跳角a: 一般大于30 0 ,多在3050 之間79.5%） 60-80 （27.7% ）降落角B： 一般小于30 0 ,多在1016 之間沙粒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中高速旋轉(zhuǎn)，（數(shù)百到一千轉(zhuǎn)）/秒.下降顆粒對(duì)地表的碰撞的作用基礎(chǔ)作用：使地表顆?；罨⒓ぐl(fā)起來(lái)，直接促進(jìn)沙表層顆粒蠕移運(yùn)動(dòng)、懸移質(zhì)的驅(qū)散作用，使 懸移質(zhì)容易隨氣漩飄移。發(fā)展作用：促進(jìn)蠕移運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為躍移運(yùn)動(dòng)，加劇

10、沙面的躍移運(yùn)動(dòng)，提高沙面的輸沙強(qiáng)度。旋轉(zhuǎn)作用：促進(jìn)沙粒作旋轉(zhuǎn)作用，給少數(shù)沙粒升力作用。.空中顆粒的相互碰撞空中頂碰:下降顆粒受到上升顆粒的頂撞，以更大的角度上升，但上升顆粒受壓抑而轉(zhuǎn)為下降?？罩星信觯簝蓚€(gè)上升顆?；騼蓚€(gè)下降顆粒相互切碰后，受益的一方以更大的角度和速度上升，受損 的一方下降。.為何沙顆粒運(yùn)動(dòng)總伴隨旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)1）沙顆粒大小不一，形狀各異，表面粗造，在沙面上排列是隨機(jī)的.一旦被風(fēng)力吹動(dòng)，顆粒表面在摩 察和顆粒阻力力矩等合力力矩作用下的運(yùn)動(dòng)是勢(shì)必是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng).2）沙顆粒對(duì)地面顆粒的偏心碰撞使顆粒躍起后作旋轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，然后在慣性力的作用下，顆粒在空中運(yùn)移也作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)3）空中旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的顆粒碰撞后

11、，使顆粒旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)形式發(fā)生變化 ，從而使風(fēng)沙流中的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)更加多變和多樣化.4）氣流渦體切變的變形作用促進(jìn)沙顆粒作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) .風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)及其特征絕對(duì)輸沙量Q：距地面一定高度的某斷面，在單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際輸移的沙量。g. cm-2. min-1相對(duì)輸沙量Q：絕對(duì)輸沙量占總沙量的百分?jǐn)?shù)%L-|結(jié)構(gòu)數(shù)S:01）風(fēng)沙流是一種貼近地表的運(yùn)動(dòng)動(dòng)現(xiàn)象拜格諾發(fā)現(xiàn)，沙面沙顆粒最大的躍移高度為結(jié)構(gòu)數(shù)S:01）風(fēng)沙流是一種貼近地表的運(yùn)動(dòng)動(dòng)現(xiàn)象拜格諾發(fā)現(xiàn)，沙面沙顆粒最大的躍移高度為切皮爾認(rèn)為，土壤表面90%風(fēng)沙高度小于吳正野外觀測(cè)，氣流搬運(yùn)的沙量 8090%9cm o31cm。在30cm高度內(nèi)。2）靠近地表其

12、氣流所含沙粒越粗3）風(fēng)沙流運(yùn)動(dòng)三大定律.風(fēng)沙流的結(jié)構(gòu)式（第一定律）茲納門斯基1958年的風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果：第1層（0 lcm）相對(duì)輸沙量隨著風(fēng)速的增力口而減少.第2層不管風(fēng)速如何變化（12cm）,相對(duì)輸沙量”保持不變”，即等于010cm層內(nèi)總沙量20%（平土勻值20.57%）平均輸沙量（即10 %）在34cm層內(nèi)搬運(yùn)，高度和沙量保持不變，并不以風(fēng)速為轉(zhuǎn)移。氣流較高層（210cm）中的相對(duì)沙量隨著風(fēng)速的增大而增加I： Ai。屋泉離度樞川內(nèi)沙*思化;上中卜I： Ai。屋泉離度樞川內(nèi)沙*思化;上中卜.縣輜沙粒兮布特怔.Q印二維也埔汴?duì)T.%; 用時(shí)晌沙讓40%變動(dòng)20%*暗整40%變幼第五章沙波及沙丘的形

13、態(tài)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律.風(fēng)成基面的基本特征景觀性形狀各異，大小不等，排列有序重現(xiàn)性沙丘成群分布，其形態(tài)尺寸具有重現(xiàn)性規(guī)整性在同一地區(qū)，沙丘起伏、疏密、間距、走向等十分規(guī)整有規(guī)律。變異性不同地區(qū)，沙丘形態(tài)、起伏、疏密等各不相同沙丘和丘間低地相間排列。.風(fēng)成基面與風(fēng)沙流運(yùn)動(dòng)的關(guān)系（相互依存，相互促進(jìn)、互為因果）.沙紋的形態(tài)特征和形成機(jī)制。（沙紋是躍移質(zhì)與床面重復(fù)沖擊作用的產(chǎn)物）?？諝饬鲃?dòng)沙紋是躍移質(zhì)與床面重復(fù)沖擊作用的產(chǎn)物水流形成沙紋是直接通過(guò)水的直接力量作用淤泥的砂顆粒形成的.新月形沙丘形成機(jī)制：沙斑/片一氣流遇到障礙物：主流；二次流；動(dòng)沙阻力；餅狀沙堆一背風(fēng)面附面層分離，沙粒堆積：主流；二次流；動(dòng)沙阻力

14、；分離線作用盾狀沙堆一附面層分離增強(qiáng)，沙粒堆積多：主流；二次流；動(dòng)沙阻力；分離線；獸角生長(zhǎng)作用 雛形新月形一附面層分離更強(qiáng)，沙粒堆積：主流；二次流；動(dòng)沙阻力；分離線；獸角生長(zhǎng)作用餅狀沙丘枳 堆盾狀沙丘雛形、品 新月形沙心餅狀沙丘枳 堆盾狀沙丘雛形、品 新月形沙心I 一蝕區(qū)I堆寂I吹蝕區(qū) I堆積區(qū)吹燭區(qū)I堆積區(qū).二次流的物理意義及其在沙丘形成中的作用？概念：邊界層上的流體，由于受到橫向壓差力的作用，發(fā)生垂直于主流指向壓力較小一邊的 附加運(yùn)動(dòng)。形成：杯壁磨擦，周圍的流體質(zhì)點(diǎn)流速慢，壓力大。二次流作用：使流體質(zhì)點(diǎn)向著速度大、壓力小的橫方向運(yùn)動(dòng)二次流在沙片形成中的作用：二次流是疊加于主流場(chǎng)的附加橫向流

15、動(dòng)， 它能夠推動(dòng)主流中的沙土顆粒向著速度大、 壓力小 的橫方向運(yùn)動(dòng)。沙片是在合適的地表環(huán)境條件下（如地表上存在的小鼓包和脊境等），由于二次流 的存在，它將給繞體主流中沙土顆粒以橫向的推動(dòng)而使之在其上聚集起來(lái)。因此，沙片應(yīng)首先堆積于速度較大和凸起的區(qū)域，而不是相反。這從自然界沙片經(jīng)常出現(xiàn)的區(qū)域，如脊境、土包上和路堤的迎風(fēng)邊坡和彎道的凸出一側(cè) （對(duì)道路），都可以證明二次流作用是 確實(shí)存在的。沙子的最初堆積，亦可能是由于地形、地物及地表糙度的突然變化而產(chǎn)生，甚至可 能是由于氣流的脈動(dòng)而引起輸移沙量的突然改變，從而引起了沙粒的原始堆積。但是，所有這些 都不會(huì)影響二次流在較平坦地表上形成沙粒的初始堆積，

16、特別是堆積體發(fā)展上的作用。一旦沙片形成，盡管是最初薄薄的一片，但它和小鼓包一樣猶如在平坦風(fēng)沙流流經(jīng)的地表上附加一個(gè)向心壓力場(chǎng)。由于沙片頂高出周圍，當(dāng)風(fēng)速略為加大，壓力稍有減小，于是二次流就會(huì) 進(jìn)一步把沙片周圍的沙粒推向沙片頂上，使之向沙片靠攏、集中。并且由于沙片表面又附加了一個(gè)動(dòng)沙面阻力，沙片會(huì)像風(fēng)沙流動(dòng)路上的一個(gè)過(guò)濾器，對(duì)直接通過(guò)沙片的顆粒有攔截作用。因此，沙片不但不會(huì)輕易被吹散，而且會(huì)不斷發(fā)育成長(zhǎng)。很少見(jiàn)到像新月形沙丘那樣形成一連串由大到小的沙片用，沙片不穩(wěn)定并逐漸發(fā)育成餅狀沙堆，盾狀沙堆，新月形沙丘。.風(fēng)積地貌形態(tài)根據(jù)成因-形態(tài)可以分成:橫向沙丘：沙丘形態(tài)走向和起沙風(fēng)合成風(fēng)相垂直或成6

17、09 0度.（復(fù)合）新月形沙丘，復(fù)合）新月形沙丘鏈，拋物線沙丘、梁窩狀沙丘、格狀沙丘?？v向沙丘：沙丘形態(tài)走向和起沙風(fēng)合成風(fēng)相平行或成3 0度以下交角.新月形沙壟。多方向風(fēng)作用下的沙丘：沙丘形態(tài)本身不與起沙風(fēng)合成風(fēng)向或任意風(fēng)向垂直或平行.金字塔沙丘、穹狀沙丘、蜂窩狀沙丘。.單一風(fēng)向作用下沙丘移動(dòng)規(guī)律迎風(fēng)面下部沙粒蠕移到丘頂后，在重力作用落入落沙坡迎風(fēng)坡砂顆粒躍移過(guò)沙丘脊，跌落堆積于落沙坡蠕移和躍移的沙顆粒均是沿著垂直于沙丘脊的方向落入落沙坡堆積的。并不是按氣流運(yùn)動(dòng)方向前進(jìn)的。沙丘移動(dòng)是通過(guò)“滑動(dòng)面”的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的；滑動(dòng)面的前移是通過(guò)一系列不連續(xù)的突變“滑塌”來(lái)實(shí)現(xiàn)。第六章沙塵暴形成與發(fā)展.沙塵暴

18、、黑風(fēng)暴等概念沙塵暴是沙暴和塵暴兩者兼有的總稱，其中沙暴系指大風(fēng)把大量沙粒吹入近地面氣層所形成 的攜沙風(fēng)暴；塵暴則是大風(fēng)把大量塵埃及其它細(xì)粒物質(zhì)卷入高空所形成的風(fēng)暴。黑風(fēng)暴是一種強(qiáng)沙塵暴，俗稱黑風(fēng)，沙塵暴的一種，大風(fēng)揚(yáng)起的沙子形成一堵沙墻，所過(guò)之處能見(jiàn)度幾乎為零（最高時(shí)也不足 2米）。它是強(qiáng)風(fēng)、濃密度沙塵混合的災(zāi)害性天氣現(xiàn)象。強(qiáng)風(fēng) 是啟動(dòng)力，具有豐富沙塵源的荒漠是構(gòu)成黑風(fēng)暴的物質(zhì)基礎(chǔ)。.黑風(fēng)暴的特征：風(fēng)沙墻聳（song ）立：遠(yuǎn)看風(fēng)沙墻高聳如山，極像一道城墻；近看形狀像菜花向上拱起，內(nèi)部沙塵不斷翻滾，很想原子彈爆炸時(shí)蘑菇狀煙云。側(cè)看有一個(gè)“冷空氣鼻”天昏地暗：近地面空氣很不穩(wěn)定，下面熱空氣上升

19、，周圍空氣流過(guò)來(lái)補(bǔ)充，以致空氣中攜帶大量的石頭、砂土上下翻滾，形成無(wú)數(shù)大小不一的沙塵團(tuán)在空中交匯沖騰， 濃密的沙塵鋪天蓋地， 瞬間遮住了陽(yáng)光，伸手不見(jiàn)五指。流光溢彩：風(fēng)沙墻的顏色流光溢彩。上黃、中紅、下黑三種顏色的旋轉(zhuǎn)式沙塵團(tuán)。.中國(guó)特強(qiáng)沙塵暴的主要路徑西北路徑：占7 6 .9%,移動(dòng)迅速，強(qiáng)度大，影響面積大，災(zāi)害重（哈密張掖中寧一線。西方路徑：占1 5 .4%,沙塵暴持續(xù)時(shí)間較西北路徑長(zhǎng)。北方路徑：最少，占7 .7%.沙塵暴主要危害方式強(qiáng)風(fēng)：攜帶細(xì)沙粉塵的強(qiáng)風(fēng)摧毀建筑物及公用設(shè)施，造成人畜亡。沙埋：以風(fēng)沙流的方式造成農(nóng)田、渠道、村舍、鐵路、草場(chǎng)等被大量流沙掩埋，尤其是對(duì)交通運(yùn)輸造成嚴(yán)重威脅。

20、土壤風(fēng)蝕：每次沙塵暴的沙塵源和影響區(qū)都會(huì)受到不同程度的風(fēng)蝕危害，風(fēng)蝕深度可達(dá)110厘米。據(jù)估計(jì)，我國(guó)每年由沙塵暴產(chǎn)生的土壤細(xì)粒物質(zhì)流失高達(dá)106107噸，其中絕大部分粒徑在10微米以下，對(duì)源區(qū)農(nóng)田和草場(chǎng)的土地生產(chǎn)力造成嚴(yán)重破壞。大氣污染：在沙塵暴源地和影響區(qū)，大氣中的可吸入顆粒物（TSP）增加，大氣污染加劇。.沙塵暴形成的基本條件一是大風(fēng)，這是形成沙塵暴的動(dòng)力條件；二是地面上的沙塵物質(zhì)，它是沙塵暴的物質(zhì)基礎(chǔ)，三是不穩(wěn)定的空氣狀態(tài)，這是重要的局地?zé)崃l件。.沙塵暴的特征.霾和霧的區(qū)別區(qū)別在于發(fā)生霾時(shí)相對(duì)濕度不大，而霧中的相對(duì)濕度是飽和的 （如有大量凝結(jié)核存在時(shí)，相 對(duì)濕度不一定達(dá)到100 %就可

21、能出現(xiàn)飽和）。一般相對(duì)濕度小于80 %時(shí)的大氣混濁視野模糊導(dǎo)致 的能見(jiàn)度惡化是霾造成的，相對(duì)濕度大于 90%時(shí)的大氣混濁視野模糊導(dǎo)致的能見(jiàn)度惡化是霧造成的，相對(duì)濕度介于80-90%之間時(shí)的大氣混濁視野模糊導(dǎo)致的能見(jiàn)度惡化是霾和霧的混合物共同造成的，但其主要成分是霾。霾的厚度比較厚，可達(dá)1-3公里左右。霾與霧、云不一樣，與晴空區(qū)之間沒(méi)有明顯的邊界，霾粒子的分布比較均勻，而且灰霾粒子的尺度比較小，從0.001微米到10微米，平均直徑大約在12微米左右，肉眼看不到空中飄浮的顆粒物。由于灰塵、硫 酸、硝酸等粒子組成的霾，其散射波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光比較多，因而霾看起來(lái)呈黃色或橙灰色。.沙塵暴過(guò)程常伴隨周遭地區(qū)出

22、現(xiàn)浮塵天氣現(xiàn)象，請(qǐng)問(wèn)浮塵沙塵天氣與霾有何區(qū)別？一、概念霾：指空氣中的灰塵、煙塵、硫酸、硝酸、有機(jī)碳?xì)浠衔锏却罅繕O細(xì)微的干塵粒子均勻的 浮游在空中，使空氣渾濁，視野模糊并導(dǎo)致能見(jiàn)度惡化，如果水平能見(jiàn)度小于10000米時(shí)，將這種非水成物組成的氣溶膠系統(tǒng)造成的視程障礙稱為霾。浮塵：遠(yuǎn)地或本地產(chǎn)生沙塵暴或揚(yáng)沙后， 塵沙等細(xì)粒浮游空中而使水平能見(jiàn)度小于 10km的 天氣現(xiàn)象。二、成因：霾形成有三方面因素。（一）是水平方向靜風(fēng)現(xiàn)象的增多，大氣穩(wěn)定。隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展，大樓越建越高， 增大了地面摩擦系數(shù)，使風(fēng)流經(jīng)城區(qū)時(shí)明顯減弱。靜風(fēng)現(xiàn)象增多，不利于大氣污染物向城區(qū)外圍 擴(kuò)展稀釋，并容易在城區(qū)內(nèi)積累高濃

23、度污染。（二）是垂直方向的逆溫現(xiàn)象，大氣定條件。逆溫層好比一個(gè)鍋蓋覆蓋在城市上空，使城市 上空出現(xiàn)了高空比低空氣溫更高的逆溫現(xiàn)象。污染物在正常氣候條件下，從氣溫高的低空向氣溫低的高空擴(kuò)散，逐漸循環(huán)排放到大氣中。但是逆溫現(xiàn)象下，低空的氣溫反而更低，導(dǎo)致污染物的 停留，不能及時(shí)排放出去。（三）是懸浮顆粒物的增加。近些年來(lái)隨著工業(yè)的發(fā)展，機(jī)動(dòng)車輛的增多，污染物排放和城 市懸浮物大量增加，直接導(dǎo)致了能見(jiàn)度降低，使得整個(gè)城市看起來(lái)灰蒙蒙一片。霾的形成與污染 物的排放密切相關(guān)，城市中機(jī)動(dòng)車尾氣以及其它煙塵排放源排出粒徑在微米級(jí)的細(xì)小顆粒物，停留在大氣中，當(dāng)逆溫、靜風(fēng)等不利于擴(kuò)散的天氣出現(xiàn)時(shí)，就形成霾。浮塵

24、往往是沙塵暴天氣過(guò)程的周邊地區(qū)伴隨的天氣現(xiàn)象。所以，產(chǎn)生的原因是沙塵起源地強(qiáng)風(fēng)、裸露的土壤和沙粒子、大氣熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)。而浮塵地區(qū)大氣穩(wěn)定條件。在比較干旱或沙漠地區(qū)，裸露地面的土壤和沙粒子，由于大風(fēng)和強(qiáng)湍流作用，被風(fēng)和湍流帶到空中，并被氣流帶到非裸露的地面而發(fā)生的沙塵天氣。沙塵粒子被帶到高空，隨高空氣流傳輸?shù)竭b遠(yuǎn)的地方。在沙塵源地，可以形成高數(shù)十米的沙塵暴墻，使某些地方的大氣中有極高的沙塵粒子濃度。三、物質(zhì)組成：霾由灰塵、煙塵、硫酸、硝酸等組成，粒子的分布比較均勻、尺度極小，從 0.001微米到10微米，平均直徑大約在1-2微米左右，肉眼看不到空中飄浮的顆粒物；就地排放污染物為主。浮塵粒子既

25、有大于10微米沙塵，也有小于10微米的顆粒物，外源沙塵顆粒物為主。四、時(shí)間霾多發(fā)生在冬春季節(jié)，持續(xù)時(shí)間也較長(zhǎng)，它可在一天中任何時(shí)候出現(xiàn)。浮塵 常常伴隨沙塵暴天氣過(guò)程，多發(fā)生在春季節(jié)。五、空間分布霾全國(guó)各大城市均可發(fā)生，主要存在著 4個(gè)霾天氣比較嚴(yán)重地區(qū)：黃淮海地區(qū)、長(zhǎng)江河谷、四川盆地和珠江說(shuō)三角洲。浮塵天氣多發(fā)生在沙漠分布周邊的三北地區(qū)。六、顏色由灰塵、硫酸、硝酸等粒子組成的霾，其散射波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光比較多，因而霾看起來(lái)呈黃色或橙灰色。使遠(yuǎn)處光亮物微帶黃、紅色，使黑暗物微帶藍(lán)色。浮塵天氣出現(xiàn)時(shí)遠(yuǎn)方物體呈土黃色，太陽(yáng)呈蒼白色或淡黃色。第七章風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究方法.風(fēng)信：風(fēng)的活動(dòng)狀況，包括風(fēng)的速度、方向

26、、脈動(dòng)頻率和持續(xù)時(shí)間。. 土壤風(fēng)蝕機(jī)理及其與風(fēng)沙流形成運(yùn)動(dòng)有何不同？土壤風(fēng)蝕是指一定風(fēng)速的氣流作用于土壤或土壤母質(zhì)，土壤顆粒發(fā)生位移造成土壤結(jié)構(gòu)破壞、 土壤物質(zhì)損失的過(guò)程。它的實(shí)質(zhì)是氣流或氣固兩相流對(duì)地表物質(zhì)的吹蝕和磨蝕過(guò)程。風(fēng)蝕過(guò)程主要包括土壤團(tuán)聚體和基本粒子的分離、輸送和沉積。每一步是由個(gè)別的土壤物理 和氣象過(guò)程確定的，粒子的初始運(yùn)動(dòng)很少引起注意，人們主要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模型的研究。. 土壤風(fēng)蝕受哪些因素影響？土壤質(zhì)地、水穩(wěn)性結(jié)構(gòu)、碳酸鈣、有機(jī)質(zhì)、機(jī)械組成等與風(fēng)蝕度有關(guān)系。風(fēng)蝕度明顯地受土壤中細(xì)粉粒比率影響， 在其它因子相同時(shí)，風(fēng)蝕量幾乎隨土壤中所含易蝕 部分對(duì)不易風(fēng)蝕顆粒部分的比例而成正比變化；

27、土壤風(fēng)蝕度主要決定于土壤中干團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)和塊狀結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)土壤干團(tuán)聚體估算風(fēng)蝕度；在其他因素保持不變時(shí)，風(fēng)蝕度隨著易風(fēng)蝕顆?；驁F(tuán)聚體容重的平方根變化。土壤風(fēng)蝕度決定于土壤中所含干燥的不風(fēng)蝕部分的體積，土壤風(fēng)蝕度不直接決定于不風(fēng)蝕部分的比重，也不直接決定于不風(fēng)蝕部分的容重。土壤風(fēng)蝕度和直徑0.02 mm及0.84 mm的水穩(wěn)性顆粒百分比之間存在著反比關(guān)系。相反0.050.42 mm 的顆粒有助于增大風(fēng)蝕度；0.020.05 mm 及0.42 0.84 mm 的顆粒有助 于減少風(fēng)蝕度，但是比起0.02 mm 及0.84 mm 的顆粒作用稍小一些。土壤質(zhì)地對(duì)風(fēng)蝕度有很大影響，質(zhì)地最粗和最細(xì)的土壤比中

28、等質(zhì)地的土壤更易風(fēng)蝕，風(fēng)蝕度隨土壤中直徑小于0.42 mm或0.84 mm 土粒的百分?jǐn)?shù)而變化，隨土壤中砂粒、粘粒和粉粒的 比率而變化；在粉砂壤土和砂質(zhì)壤土中，含l %-5 %碳酸鈣將會(huì)大幅度引起土塊碎裂、土塊機(jī)械穩(wěn)定性的降低，并增加風(fēng)蝕度。在壤質(zhì)砂土中，隨碳酸鈣量的增加.風(fēng)蝕度隨之減少；分解后的有機(jī)質(zhì)會(huì)增加土壤的易蝕性； 對(duì)于由單一機(jī)械組成(砂、粉砂或粘土)的土樣，直徑在0.0050.01 mm的粉砂土具有最大的團(tuán) 聚度和抗風(fēng)蝕度，土壤中粉砂的比率越大，砂的比率越小，則風(fēng)蝕度越低.目前土壤風(fēng)蝕預(yù)報(bào)中最完整，手段最先進(jìn)的時(shí)何模型？風(fēng)蝕預(yù)報(bào)系統(tǒng)(WEPS)進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái)。針對(duì)風(fēng)蝕方程的

29、局限性，美國(guó)農(nóng)業(yè)部組織一批科學(xué)家綜合風(fēng)蝕科學(xué)、數(shù)據(jù)庫(kù)以及計(jì)算機(jī)來(lái)推進(jìn)土壤風(fēng)蝕預(yù)報(bào)技術(shù)，經(jīng)過(guò)修正風(fēng)蝕方程（RWEQ）的過(guò)渡，最終形成風(fēng)蝕預(yù)報(bào)系統(tǒng)（WEPS）取代風(fēng)蝕方程。WEPS的目標(biāo)不僅是主要針對(duì)農(nóng)田，而且兼顧草原地 區(qū)，適用于不同的時(shí)空尺度序列。WEPS是一個(gè)包括有三部分的系統(tǒng)；即風(fēng)蝕模型（主程序）、輸入輸出模型（用戶界面輔入 部分）和數(shù)據(jù)庫(kù)模型。風(fēng)蝕模型引入子模型的概念，以模塊的形式組成，包括 7個(gè)子模型，7個(gè)子模型分別為：侵 蝕、氣象、作物生長(zhǎng)、分解、土壤、水文、耕作子模型。作物生長(zhǎng)、分解、土壤、水文及耕作子 模型的功能在于預(yù)測(cè)決定土壤可蝕性的暫時(shí)性土壤與植被特征及其對(duì)氣象子模型輸入的響應(yīng)。最后當(dāng)風(fēng)速大于侵蝕臨界時(shí)