沙丘运动影响因素研究论文

火星的季节变化也会引起风，像这样的沙丘就会慢慢移动。(图片：©NASA/JPL/亚利桑那大学/USGS) 火星上的沙丘也会在风中移动——但速度很慢，而且与地球沙丘运动的起因也不同。 科学家们利用美国宇航局火星勘测轨道飞行器收集的数据，追踪了近500座火星沙丘的移动活动。通过研究所有这些沙丘的运动，研究人员得以将风和沙子在火星上的相互作用与在地球上同样的相互作用作比较。 Chojnacki和他的同事们使用了HiRISE拍摄的照片(这是火星勘测轨道飞行器上的一种特殊相机，可以非常详细地拍摄火星表面)。这些照片中有许多沙丘在火星表面荡漾的景象。 科学家们对沙丘特别感兴趣，因为它们的表面变化足够大，相同的物质并不只会不断受到恶劣环境的破坏。Chojnacki说：“如果没有沙子在周围移动，那就意味着火星表面是静止的，这些环境就只会受到会破坏任何复杂分子和古老火星生物特征的紫外线和伽玛射线轰击。” 通过选择显示同一块地相隔数年的图像，研究小组能够测量每个沙丘移动的速度。而分析表明，火星沙丘的移动速度仅为地球沙丘移动速度的一小部分——考虑到火星的大气层比地球稀薄得多，这也无可厚非。 但科学家们没有想到的是，有少数几个地点的沙流速度会明显加快：大流沙地带(Syrtis Major)、赫勒彭特斯山脉(Hellespontus mountains)和一个叫做north polar ergs的地区。研究人员认为，这里的沙运动相对较快，可能是由于不同类型的地表特征相互毗邻，导致地表高度和温度发生剧烈变化造成的。这和地球上的风的起因不一样。 这幅火星地图显示了新研究科学家团队发现沙丘移动最令人注目的三个区域：大流沙地带(Syrtis Major)、赫勒彭特斯山脉(Hellespontus mountains)和一个叫做north polar ergs的地区。(图片：©NASA/JPL/Malin Space Science Systems) Chojnacki：“这些因素在地球地质学中是找不到的，在地球上，导致沙丘移动的因素与火星的不同。例如，浅地表的地下水或生长在该地区的植物就会阻碍地球沙丘的移动。” 这项研究发表在3月11日出版的《地质学》杂志上。

流动沙丘是根据沙丘移动性划分的沙丘类型之一，也是分布最广的沙丘，是指位置容易变化的沙丘。流动沙丘的特征是：地表植被稀少，沙丘形态典型，在风力作用下， 容易顺风向移动。它对交通、工农业建设威胁大。流动沙丘移动速度与沙丘的高度、风速及其变率、下垫面的状况等有关。主要分布在我国新疆，黄土高原、内蒙古高原一带

沙丘的移动性与沙丘的水分含量、下伏地貌条件的差异性、植被状况等多种因素有关。沙丘在湿润时，沙粒的黏滞性和团聚作用较强不易被吹扬搬运，所以影响到沙丘移动的速度降低；沙丘下伏地面有起伏时也能降低其上沙丘移动的速度；当植被覆盖度小时，沙丘则移动得快，反之则慢。

因而当地面缺少植被时，把位置不断发生移动的沙丘叫流动沙丘，在沙漠里一般以这类沙丘最为普遍。

地面生长有喜湿抗风性强的植物，致使风沙运动受阻，沙丘的移动能力极弱，称这类沙丘为半固定沙丘。

而地面大部分为植被覆盖，覆盖在30%以上，致使风沙运动几乎完全停止，沙丘的位置相对稳定下来，这类沙丘叫固定沙丘。所以植物固沙是治理沙漠的重要措施

有些沙丘的形成与植物紧密相关。如灌丛沙堆即因植物的阻挡作用开始发生堆积，植物为了生存，随着堆积加厚而长高，沙堆也逐渐增高，风沙堆积与植物根系和枯枝落叶相互交错，形成特有的沉积结构。直到植物因水分不足死亡，沙堆开始遭受吹蚀时，生物堆积仍起着对风积沙的保护作用。  植物在海岸沙丘、抛物线沙丘、树枝状沙垅等风积地貌的形成中，也有着重要作用。固定、半固定沙丘也不断发生变化。既可因遭受风蚀而改变形态，也可因接受风积而增高、扩大和延伸。因条件改变或人类活动的影响，固定、半固定沙丘可转变为流动沙丘；反之亦然。

因为每个星球都是独一无二的，所以它们的环境也都是不同的，但是火星沙丘的移动速度可是非常慢的，这可能也是它的特点。

流动沙丘是根据沙丘移动性划分的沙丘类型之一。流动沙丘在沙漠区分布很广。流动沙丘的特征是：地表植被稀少，沙丘形态典型，在风力作用下， 容易顺风向移动。它对交通、工农业建设威胁大。流动沙丘移动速度与沙丘的高度、风速及其变率、下垫面的状况等有关。沙丘移动是上述几种原因综合作用的结果，所以不能由一种因素决定其移动。-------------------------------------------------------------------------------新月形沙丘是流动沙丘中最基本的形态。沙丘的平面形如新月，丘体两侧有顺风向延伸的两个翼，两翼开展的程度取决于当地主导风的强弱，主导风风速愈强，交角角度愈小。丘体两坡不对称，迎风坡凸出而平缓，坡度在5—20度，背风坡凹入而较陡，倾角在28—34度。沙丘高度都不大，一般为1—5米，宽度可达100—300米。新月形沙丘是在单一方向的风或两种相反方向的风的作用下形成的。大部分出现在沙漠的边缘地带。 新月形沙丘最初只是一种较小的盾形沙丘，它是在定向风的作用下，风沙遇到了草丛或灌木的阻挡堆起了小沙堆，以后风从迎风坡面上发生吹蚀，在背风坡形成旋涡进行堆积。与此同时，沙堆的左右两侧形成向内回转的气流，使两翼不断扩展，逐渐形成了新月形沙丘的弓形形态 新月形沙丘在沙子供应比较丰富的情况下，由密集的新月形沙丘相互连接，形成新月形沙丘链，其高度一般在5—30米。 新月形沙丘最初形态是一种较小的盾状沙堆。盾状沙堆一经形成，就成为风沙流运行的更大障碍，贴地层气流在沙堆的背风坡会发生分离，形成具有水平轴的涡旋，速度减弱，使气流搬运的沙粒过丘顶后，在背风坡的涡旋区沉积下来。随着沙子不断沉积，盾形沙堆尺寸的增长，北风坡沉积量相对最大位置愈来愈接近顶部，遂使背风坡的坡度不断加陡，当坡度达到沙子的最大休止角（34°）时，沙体发生剪切运动，部分沙粒崩坠，形成小落沙坡，发育为雏形新月形沙丘。此后，随着沙丘的不断堆积增高，气流分离愈来愈厉害，涡流的尺度和强度都不断加大，小落沙坡进一步扩大。在同一发展过程中，沿沙堆两侧绕过的气流，把沙子搬运到两侧的前方堆积（由于两侧较顶部低矮，移动就快），在沙丘的两翼逐渐形成了两个顺着风向前伸的兽角。这样，就形成了典型的新月形沙丘。 沙丘移动的主要影响因素有：（1）输沙量，沙丘移动速度与风速的三次方成正比，而输沙量与起沙风速的三次方成反比。（2）沙丘高度，沙丘移动速度与沙丘高度成反比。（3）沙丘移动速度还受植被、沙丘水分及下伏地面因素影响。植被能减小风速，沙粒湿润需要更高的起沙风速，下伏地面粗糙可阻碍沙粒起动