高中地理第12讲 风沙地貌

在岩性强弱 相间的水平 岩层地区， 经风力长期 吹蚀，塑造 成一些顶平 壁陡的残丘， 远远望去， 好似废毁的 千年城堡， 谓之风蚀城 堡。
准 噶 尔 “ 魔 鬼 城 ”
克 拉 玛 依 “ 魔 鬼 城 ”
⑤风蚀洼地
风蚀洼地：风沙流对松散地面吹蚀作用形成的洼地，多呈椭 圆形，沿主风方向延伸。在干旱半干旱地区比较普遍，它的 特点是开阔宽浅，暴雨之后暂时性地积水为湖，间歇性内流 浅水湖。有的风蚀洼地底部有蒸发形成的盐盘。在山间还有 可能形成风蚀槽洼地。
风沙运动中以跃移运动为主要形式，也最为重要， 表现在：
①跃移质占风沙的主体； ②悬移运动和表层蠕移运动均与跃移运动有关（获取能量）； ③据伊万诺夫研究，降落的跃移沙粒约67%的能量消耗于风
蚀，跃移沙粒的冲击是风蚀的主要原因。
蠕移
沙粒沿地表面滚动或滑动，称为表层蠕移运动。蠕移与跃移 的差别是渐变的。
风蚀洼地和干涸的河道
风蚀坑
风蚀坑
鄱阳湖“沙山”----风蚀坑
Myall Lakes National Park
二、风积地貌
风积地貌是指被风搬运的物质(沙、粉沙和尘土等) 在一定条件下沉积形成的地貌。(本章仅介绍沙质 风积地貌。) 风积地貌的形成和含沙气流结构、运动方向以及含 沙量的多少有关。
（一）沙堆 （二）沙丘
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:
副热带高压带的影响 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
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
①石窝(风蚀壁龛)
风蚀壁龛是陡峭岩壁上满布凹坑，有群集，有分散，使 岩石表面具有蜂窝状的外貌，小凹坑直径20cm左右，深 10－15cm。
成因：首先是强烈的物理风化，岩面呈片状剥落，出现 浅凹坑；其后是受风力作用被带到凹坑内的沙粒在凹坑内 发生旋转，不断地研磨凹坑的内壁并逐渐形成。
风蚀洞-克拉玛依吐孜沟
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。
不同大小石英颗粒进入气流的起动风速
二、风的搬运作用
风携带各种不同粒径的沙粒，使其发生不同形式和不同距离 的位移，称为风的搬运作用。风的搬运作用表现为风沙流。
风沙流中沙粒的运动有三种基本形式：悬移(suspension)、 跃移(saltation)和表层蠕移(surface creep)
风蚀柱，多形成于垂 直裂隙发育的岩石上
③雅丹地貌
雅丹是风蚀垄沟的 概称。浅湖萎缩或 河流干涸之后，出 露的湖滩地面干裂 龟裂，风顺裂隙不 断吹蚀，裂隙逐渐 扩大形成槽沟，有 时其上口比底宽还 窄，槽沟之间为鳍 形垄脊或垄岗。
雅丹地貌
塔里木的罗布泊区，风蚀槽沟深达十余米，长数十数百 米，走向与主风向一致，当地人称这种支离破碎的地面 叫雅丹，即具有陡壁的土丘。
沙面沙粒可在风力的直接作用下发生蠕动，但主要是靠比它 们细得多的跃移沙粒的冲击作用而获得能量被推动向前。
粒径0.5～2.0 mm的沙粒一般以蠕移方式移动，蠕移量约 占全部输沙量的25%左右。
三、风的堆积作用
当风速减小，风沙流运行中遇到障碍物或地面结构及下 垫面性质改变时，都能使沙粒堆积下来，称风积作用。
世界荒漠的分布
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:
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。
c.
沙粒从滚动到跃起的过程
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。
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。
❖ 频繁而强劲的风力是塑造风沙地貌的主要动力。
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
磨圆较好
碟形坑
溶蚀痕迹
硅质沉淀
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
一、风蚀地貌
风的吹蚀作用仅限于一定高度，因风挟沙量在近地表10cm 高处最多，跃移的沙粒上升高度一般不超过2m，所以风蚀 地貌在近地面处最明显。
（一）沙堆
沙堆主要是风沙流遇碍(植被或地形变化)，就在背风面产生 涡流，消耗气流的能量，引起风速减小，在背风面沙粒发生 沉积成为沙堆。（蝌蚪状→盾状）
（二）沙丘
沙丘是风沙堆积中最主要的堆积形态。沙丘的发育决定 于风速、沙型、供沙量和下垫面的性质。 根据成因-形态原则及含沙气流结构等特征，可划分以下 三种基本沙丘类型：
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。
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。
一、风蚀作用(wind erosion)
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
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
作用于沙粒上的拖曳力及上升力
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。
a.
b.
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%。
沙粒的起动
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。
新疆西北的博尔塔拉州
②风蚀蘑菇、风蚀柱
风蚀蘑菇、风蚀柱是风沙流磨蚀的产物。垂直裂隙发育的基岩经长 期风蚀，形成一些孤立的柱状岩石，称风蚀柱。由于近地表的风沙 流中含沙较多，磨蚀较强，若再加上岩石下部岩性软于上部，易形 成顶大基小、上部展宽如帽、下部仅留支柱的风蚀蘑菇。
风 蚀 柱
风蚀蘑菇
若风蚀蘑菇顶部岩石 的重心和基部岩石不 一致，则上部岩石很 容易坠落下来。坠落 下来的大石块如在地 上不稳定，当刮大风 时，则能随之摇摆， 称为摇摆石或风动石 (swinging stone)。
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。
经风搬运再堆积的物质叫风积物(Aeolian deposit)。 风积物的特点是： ①颗粒粒径一般只限于1 mm以下(主要是0.25-0.1mm的 细沙组成)； ②风积物的粒度均一，分选好； ③风成沙的磨圆度高； ④沙粒表面有许多凹坑(碟形坑)，这是沙粒在运动过程 中互相撞击而成，有些石英沙有溶蚀痕迹和SiO2沉积物； ⑤风成沙一般以石英为主。
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。
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。
雅丹地貌的形成有两个关键因素：一是发育这种地貌的地质 基础，即湖相沉积地层；二是外力侵蚀，即荒漠中强大的定 向风的吹蚀。
④风蚀残丘
由基岩组成的地面，经长期风蚀后，原始地面不断缩小， 最后残留下来的小块原始地面称为风蚀残丘。它的外形 各不相同，以桌状平顶较多，亦有成尖峰状的，高度一 般在10～30m不等。
1.纵向沙丘 2.横向沙丘 3.多方向风作用下的沙丘
1. 纵向沙丘
沙丘形态走向和起沙风的合成风向之间夹角小于30°，或 近于平行。