科普写作Forestry Science

风沙动力学是沙漠化过程研究的主要内容之一。风沙动力学过程主要包括风力作用下沙质地表形态的发育过程, 固定沙丘的活化以及沙质荒漠边缘风力作用下的沙丘前移过程。

风力作用下沙质地表形态的发育过程, 即风在运行过程中, 与裸露地表相互作用 , 使地表颗粒发生蠕移、跃移和悬移形成风沙流 , 对地表进行侵蚀、搬运和堆积形成风蚀地貌和风积地貌的过程。

风沙流的形成是空气与沙质(或砂砾质)地表两种不同密度的物理介质相互作用的结果,当大于地表临界起动风速值的风吹过地表 时 , 引起地表颗粒运移, 发生风蚀作用,从而形成挟沙风,挟沙气流通过进一步吹蚀和磨蚀地面,加剧地表的风蚀过程,导致表土流失、土质恶化、土地生产力下降。

当风沙流由于碰到障碍物、下垫面而性质发生改变或是挟沙过多达到饱和, 速度将会下降, 气流中的沙粒就会下沉堆积, 造成平坦沙质地表流沙堆积, 使下风向土地和植被受到影响。

根据风沙动力学原理, 流沙堆积后, 会成为风沙流运行的障碍,使之附面层发生分离, 形成旋涡, 降低近地面层风速, 导致更多的流沙沉积, 形成沙堆, 随着沙堆的扩大,会发育成盾状沙丘及新月形沙丘;固定沙丘活化过程是由于人为活动破坏了原始沙丘的植被, 使得挟沙风直接作用于沙丘表面,在上风向足够沙源供给或迎风坡不断风蚀的情况下,背风坡沿主风向连续堆积, 造成沙丘的整体偏移。

因此,由于人为破坏地表覆盖导致地表粗糙度降低从而加剧风沙流活动是沙漠化风沙动力学过程的根本原因。