74581

Геологическая деятельность ветра

Лекция

География, геология и геодезия

Во всех песчаных пустынях широко распространены продольногрядовые пески которые образуются при ветрах имеющих штопорообразный характер движения воздуха в горизонтальном направлении одного направления. Бугристые пески песчаные холмы высотой до 810 м неправильной формы закрепленные растительностью.

Русский

2015-01-04

707 KB

5 чел.

Геологическая деятельность ветра

Типы ветров и воздушных потоков

Движение воздушных масс в атмосфере обусловлено перепадом давления, причиной которого является неравномерное распределение солнечной энергии. Уже при разнице давления в 25 мм.рт.ст. начинается перемещение воздуха. Главные формы движения воздушных масс – это ветер и воздушные потоки.

Ветер – движение воздуха преимущественно в горизонтальном направлении из области высоких давлений в область низких под действием гравитационных сил. Его скорость пропорциональна величине градиента давления. Сила и направление ветра могут меняться за счет трения, вихревых движений, вращения Земли и т.д.

Воздушные потоки – это вертикальные перемещения воздуха: подъем теплого и влажного и нисходящий поток холодного и сухого.

Скорость (сила) ветра измеряется по 17-бальной шкале. Скорость ветра в 17 баллов составляет » 210 км/час.

Шкала скоростей ветра

Таблица 2

баллы

скорость, км/час

км/час

км/час

1

2

3

4

5

6

3.24

8.64

15.84

24.12

33.48

43.3

7

8

9

10

11

12

55.8

68.4

79.41

95.0

109.8

122.28

13

14

15

16

17

144.6

157.68

174.9

192.9

210.96 и более

Виды ветров

Одним из наиболее значительных перемещений воздушных масс в атмосфере является циркуляция воздуха между экватором и полюсами из-за хорошо выраженной разницы в температуре и давлении.

Разница в давлении между экваториальной областью (где оно низкое) и субтропиками (где оно высокое) вызывает постоянные ветры от субтропиков к экватору, которые называют пассаты (рис.7).

В северном полушарии они дуют с северо-востока, а в южном – с юго-востока.

Помимо пассатов существуют устойчивые движения воздуха – муссоны. Они связаны с сезонными различиями в температуре и давлении между материками и океанами. В зимнее время суша охлаждается, а океан накопивший тепло расходует его на нагревание воздуха. Поэтому зимой ветры дуют с материка, а летом, наоборот, с океана на сушу.

Суточные изменения температуры и давления также приводят к движению воздуха и возникновению морских и береговых бризов на побережье морей и океанов и горно-долинных ветров в горных районах.

Помимо указанных ветров в атмосфере широко проявляются различные вихревые движения воздуха – циклоны и антициклоны. Это мощные атмосферные вихри с диаметром 1.5 – 3.0 км. Для них характерны вращательные движения огромных масс воздуха.

В циклонах атмосферное давление в центре минимальное и движение воздуха осуществляется с периферии к центру против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой – в южном (рис.8).

В антициклонах давление максимально в центре. Ветры направлены от центра к периферии по часовой стрелки в северном полушарии и против часовой – в южном.

Циклоны обладают большой разрушительной силой, т.к. скорость ветра достигает 100 – 300 км/час и более. Называют их по разному:

Тайфуны – на Тихом океане;

Ураганы – в Северной Атлантике;

Циклоны – в Индии;

Вилли-вилли – в Австралии.

Кроме циклонов и антициклонов в атмосфере возникают мелкомасштабные вихри – смерчи и торнадо, также обладающие большой разрушительной силой.

Смерчи развиваются чаще над водной поверхностью, а аналогичные вихри на суше в США называют торнадо. Скорость их движения достигает до 240 км/час. одновременно происходит вращение воздуха по спирали вверх со скоростью до 300 – 700 км/час. Такой вихрь разрушает все на своем пути.

Геологическая работа ветра

Под геологической работой ветра понимается изменение поверхности Земли под влиянием движущихся воздушных струй. Ветер может разрушать горные породы, переносить и аккумулировать продукты разрушения. Чем больше скорость ветра, тем значительнее производится ветром работа.

Деятельность ветра проявляется во всех климатических зонах, но особенно ярко выражена в областях сухого климата, где имеет место сочетание следующих факторов:

резкие суточные колебания температуры

незначительное количество осадков

отсутствие растительности или ее разряженность

частые ветры большой силы

наличие рыхлого материала способного переноситься

таким условиям отвечает около 1/5 площади суши – области пустынь и полупустынь, морские побережья, горные сооружения.

Все процессы сопровождающиеся деятельностью ветра носят название эоловых процессов, а отложения и формы рельефа – эоловыми.

Разрушительная работа ветра состоит из дефляции (выдувание и развевание) и корразии (обтачивание горных пород и их обломков при помощи переносимых ветром песчинок).

Под дефляцией понимается процесс выдувания и развевания ветром мелких частиц горных пород. В пустынях или в верхних частях горных вершин струи воздуха проникают во все трещины и углубления и выдувают из них рыхлые продукты физического выветривания. Поэтому трещины здесь всегда открытые, зияющие без обломочного материала, что способствует дальнейшему развитию процесса физического разрушения. Совместное действие этих двух процессов приводит к значительному расширению трещин и образованию одиноких скал причудливой формы, так называемых останцов, напоминающих башни, замки, обелиски и т.д.

Поверхность пустынь в результате дефляции постепенно очищается от мелкообломочного материала, остаются лишь крупные обломки. Таким образом формируются каменистые пустыни – гаммады.

С процессом дефляции связано образование котловин выдувания, например, котловина Карын-Жарык в Западном Казахстане имеет длину 145 км, ширину – 15 – 85 км и глубину до 412 м. удлиненные небольшие замкнутые котловины выдувания в Средней Азии называют ваади.

Интенсивная дефляция проявляется в засушливых степных районах на западе США, Казахстане, Нижнем Поволжье, на юге Украины в форме плоскостной дефляции. В этих районах сильные ветры (суховеи) выдувают распаханные почвы и при этом образуются настоящие черные бури.

Корразия (обтачиваю) – механическая обработка обнаженных горных пород ветром при помощи переносимых им твердых частиц, что приводит к обтачиванию, царапанью, шлифованию, высверливанию углублений. Таким образом на поверхности коренных пород образуются ниши и желоба, борозды, штрихи, цилиндрические и конические углубления (эоловые гроты, пещеры, котлы). Так как наибольшая концентрация песчаных частиц, переносимых ветром, наблюдается в нижних приземных частях на высоте 1.0 – 2.0 м, именно на этой высоте скалы подтачиваются быстрее и возникают своеобразные формы (рис. 9). Академик В.А. Обручев в 1906 году в Джунгарии открыл целый «Эоловый город» причудливых сооружений и фигур, созданных в мезозойских песчаниках и глинах благодаря процессам дефляции, корразии и физического выветривания.

Перенос материала ветром. Способность ветра к транспортировке частиц зависит от его скорости. Слабый ветер способен переносить пыль во взвешенном состоянии, а легких бриз перекатывать тонкий песок. Сильный бриз способен перемещать зерна до 1 мм и более, а штормовые ветры и ураганы поднимают взвешенный песок на высоту в сотни метров и перекатывают гальку размером до 5 –7 см. при сальтации переносимые ветром частицы перемещаются по поверхности Земли подпрыгивая под крутым углом на высоту от нескольких сантиметров до нескольких метров (рис. 10).

Дальность переноса материала ветром варьирует в широких пределах. Пыль пустынь Африки уноситься сильными пассатными ветрами в Атлантику на расстояние 2 500 – 3 500 км.

Обломки диаметром 0.5 – 2 мм (песок) могут быть унесены за сотни километров от мест первичного залегания. Например, очень тонкий песок, принесенный из Сахары, обнаружен у Карибских островов в глубоководных морских отложениях.

Очень значителен объем переносимого материала. Объем пыли, поднятой средней бурей, достигает 25 км3, что составляет массу в 50 млрд. т.

Эоловая аккумуляция. В зависимости от рельефа местности, характера покрывающей ее растительности и режима ветров происходит аккумуляция (отложение и накопление) переносимых ветром частиц.  Образуются песчано-глинистые породы – эоловые отложения: пески и лессы.

Для эоловых песков характерна:

Хорошая окатанность и сортировка по размеру частиц (0.1 – 0.25, реже 0.5 мм);

В составе песков преобладают кварц и другие устойчивые минералы;

Цвет песков желто-коричневый за счет пленки пустынного загара на поверхности частиц;

Для эоловых песков, кроме того, характерна неправильная, косая слоистость, обусловленная неоднократными изменениями ветрового режима.

Лёссы - светло- желтая, серовато-желтая неслоистая рыхлая порода, сложенная частицами пыли размером 0.05 – 0.01 мм (>50%).

Для эоловых лёссов характерна:

Высокая пористость

Повышенная карбонатность за счет известковых стяжений

Вертикальная отдельность

Покровный характер отложений

Значительные проседания при увлажнении

Мощность отложений до 100 – 150 м (Китай, Средняя Азия)

По характеру господствующих эоловых процессов и материала в районах аридного климата формируются или каменистые пустыни (в случае преобладания дефляции), или песчаные и лёссовые (в случае преобладания аккумуляции).

Пустыни на нашей планете занимают огромные площади. Так, в Азии они составляют 2156 тыс. км2, т.е. 5.4% площади континента, в Африке 6550,5 тыс. км2 (21.6%), в Туркмении площадь пустынь составляет 90% территории.

Формы эолового аккумулятивного рельефа

В песчаных пустынях, называемых в Северной Африке – эргами, а в Средней Азии – кумами развит сложный комплекс дефляционно-аккумулятивных форм рельефа, который зависит от: - режима ветров (сила и устойчивость направлений); - от количества сыпучего материала; - от наличия растительности. В зависимости от этих факторов различают несколько типов рельефа (см. презентацию лекции и рис. 11):

Барханные пески;

Барханные цепи (поперечно-грядовые пески);

Продольные барханные гряды;

Продольно-грядовые пески; Бугристые пески;

Барханные пески. Барханы – асимметричные песчаные холмы серповидной формы, располагающие перпендикулярно направлению ветра. Характерной особенностью их формы является заостренные концы (рога), выдвинутые вперед по направлению ветра (рис. 12). Высота барханов может достигать 30 – 140 м. Обычно рост бархана начинается с появления на поверхности небольшого пологого вздутия, вытянутого поперек ветра. Одиночные барханы редки и встречаются там, где мало песка.

В пределах песчаных пустынь барханы обычно объединены в цепи и гряды, состоящие из многих сотен одиночных барханов. Длина такой гряды, ориентированной перпендикулярно к направлению ветра, может достигать 20 км при ширине 1 км. Расстояние между грядами 1,5 – 2 км. Возникают они при одинаковой силе двух ветров взаимно противоположных направлений (муссоны, бризы). Продольные барханные гряды формируются в области пассатных ветров.

Во всех песчаных пустынях широко распространены продольно-грядовые пески, которые образуются при ветрах, имеющих штопорообразный характер движения воздуха в горизонтальном направлении одного направления. Такие ветры выдувают песок из понижений и выбрасывают его на гряду при одновременном переносе вдоль гряды. В Сахаре такие гряды достигают высоты сотни метров. В зависимости от режима ветров, они осложняются поперечными перемычками (более низкими и узкими) образуя так называемую грядово-ячеистую форму (Кара-Кум, Кызыл-Кум).

Бугристые пески – песчаные холмы высотой до 8-10 м неправильной формы, закрепленные растительностью.

Кучевые пески возникают при недостатке песка и накапливаются лишь около препятствий.

В не пустынных  районах (на побережье морей, рек, озер) возникают так называемые – дюны – удлиненные песчаные холмы нанесенные ветром, дующим по направлению к берегу. Рога у дюны направлены не вперед, как у бархана, а назад. На морских побережьях дюны достигают 20 – 30 м высоты, иногда до 100 м. скорость их движения от 1 до 20 м в год, в зависимости от режима ветров. Когда одна дюна отодвигается от берега, на ее месте вырастает другая. В дальнейшем поверхность дюны осложняется и становится холмистой. Дюны широко развиты на побережье Балтийского моря, в долине рек Лена, Днепр, Дон.

Типы пустынь

Климатические особенности и эоловые процессы определяют формирование различных типов пустынь.

Каменистые пустыни (гаммады) образуются при преобладании процесса дефляции и широко распространены в Сахаре.

Песчаные и лёссовые (адыры) пустыни развиты на окраинах песчаных пустынь, где граничат с горами или переходят в степи. Поверхность их расчленена многочисленными рытвинами и оврагами, возникающих под действием поверхностных вод.

Глинистые пустыни (такыры) – ровные поверхности, сложенные глинистыми осадками. Они возникают на месте речных разливов и конусов выноса горных потоков.

Солончаковые пустыни (моры) образуются на месте высохших соленых озер или в местах неглубокого залегания грунтовых вод, при испарении которой у поверхности формируется  корочка соли (сульфат натрия) толщиной 1 – 2мм.


Рис. 7. Схема ветров (пассаты)

Рис. 8. Циклон: а – в северном полушарии, б – в южном полушарии

                   а                                                         б

Рис. 9. Гриб, образовавшийся в результате эоловой карразии в песчаниках Ута, Северная Америка

Рис. 10. Движение частиц при сальтации («прыжками»)

Рис. 11. Формы рельефа песков различных категорий (по Б. А. Федоровичу):

А. — Барханные пески: I. Пассатный тип ветра — 1 — песчаный щит, 2— эмбриональный бархан, 3 — серповидный симметричный бархан, 4—несимметричный бархан 5 — продольные ветру барханные гряды, 6 — комплексные продольные барханные гряды; II. Муссоно-бризовый тип ветра—1—групповые барханы, 2—простые барханные цепи, 3—комплексные барханные цепи; III. Конвекционный и интерференционный, типы ветров и ветры поперечных направлений — 1 -  цирковые барханы, 2 — пирамидальные барханы, 3 — скрещенные комплексные барханы; Б. Полузаросшие пески. I. Пассатный тип — I — прикустовые косички, 2—мелкие грядки, 3 — грядовые пески (продольные ветру), 4—грядово-крупно-грядовые пески; II. Муссоно-бризовый тип — 1 — грядово-лунковые пески (при сильном преобладании ветров одного направления); 2 — лунковые пески, 8 — граблевидные поперечные гряды (при незначительном преобладании ветров одного направления), 4 — поперечные асимметричные гряды; III. Конвекционный и интерференционный типы — 1 — ячеистые пески, 2—крупноячеистые пески, 3 — пирамидальные пески, 4 — решетчатые  пески. В. Дюнные пески: I. Пассатный тип — 1 — приморский вал 2 — параболические дюны, 3— шпильковидные дюны, 4—парные продольные дюны, 5—комплексные параболические дюны; II. Муссоно-бризовый тип — 1 — полукруглые мелкие дюны, 2 — полукруглые крупные дюны, 3 — полукруглые комплексные дюны; III. Конвекционный и интерференционный типы—1—одиночные мелкие кольцевые дюны, 2 — крупные кольцевые дюны, 3 — комплексные циркульные дюны

Рис. 12. Строение бархана


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

45506. Общая характеристика процесса проектирования АСОИУ. Цели и этапы разработки консалтинговых проектов 41 KB
  Проект проектноконструкторская и технологическая документация в которой представлено описание проектных решений по созданию и эксплуатации системы в конкретной программнотехнической среде. Проектирование системы процесс преобразования входной информации об объекте проектирования о методах проектирования и об опыте проектирования объектов аналогичного назначения в соответствии с ГОСТом в проект АСОИУ. Проектирование АСОИУ сводится к последовательной формализации проектных решений на различных стадиях жизненного цикла системы....
45507. Структурный подход к проектированию ИС. Функциональная модель АСОИУ 72.5 KB
  Сущность структурного подхода к разработке ИС заключается в ее декомпозиции на автоматизированные функции. Основные элементы этой методологии основываются на следующих концепциях: графическое представление блочного моделирования функции изображаются в виде блока интерфейсы дуг входящих и выходящих взаимодействие блоков с помощью интерфейсных дуг. Блок детализируется на другой диаграмме с помощью нескольких блоков эти блоки представляют подфункции исходной функции. Обратные связи итерации продолжающие процессы и перекрывающая во...
45508. Разработка модели защиты данных в АСОИУ 29.5 KB
  Разработка модели защиты данных в АСОИУ Большое внимание в настоящее время уделяется вопросам формирования принципов построения механизмов защиты информации ЗИ и системы требований к ним. На основе имеющегося опыта можно сформулировать следующие фундаментальные принципы организации защиты информации: системность; специализированность; неформальность. Основные требования принципа системности сводятся к тому что для обеспечения надежной защиты информации в современных АСОИУ должна быть обеспечена надежная и согласованная защита во всех...
45509. Разработка пользовательского интерфейса 44 KB
  Интерфейс пользователя эта та часть программы которая находится у всех на виду. Процесс разработки ПИ разбивается на этапы ЖЦ: Анализ трудовой деятельности пользователя объединение бизнесфункций в роли. Формулировка требований к работе пользователя и выбор показателей оценки пользовательского интерфейса. Разработка обобщенного сценария взаимодействия пользователя с программным модулем функциональной модели и его предварительная оценка пользователями и Заказчиком.
45510. Разработка программы для исследования веб-камер для стрелкового тренажера 3.1 MB
  В процессе работы была разработана программа для исследования веб-камер и микрофонов в качестве регистратора точки прицеливания и спускового крючка для стрелкового тренажера на общедоступных компонентах.
45511. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЕКТОМ АСОИУ 35.5 KB
  Таким образом система управления проектами является одним из важнейших компонентов всей системы управления организацией. Основные преимущества использования системы управления проектами включают: централизованное хранение информации по графику работ ресурсам и стоимости; возможности быстрого анализа влияния изменений в графике ресурсном обеспечении и финансировании на план проекта; возможность распределенной поддержки и обновления данных в сетевом режиме; возможности автоматизированной генерации отчетов и графических диаграмм...
45512. Проектная документация АСОИУ 54.5 KB
  Пояснительные записки к эскизному техническому проектам содержат разделы: общие положения; описание процесса деятельности; основные технические решения; мероприятия по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие. Описание автоматизируемых функций содержит разделы: исходные данные; цели АС и автоматизированные функции; характеристика функциональной структуры; типовые решения при наличии. Описание постановки задачи комплекса задач содержит разделы: характеристики комплекса задач; выходная информация; входная информация....
45513. Восстановление данных в БД 46 KB
  Обычно используется копия дедотецсын.1 В 4 контрольной точке затирается дед отец становится дедом сын отцом и появляется новый сын. сын RIDмассивы ж сбой К.4 журнал журнал сын отец Отец дед дед К.
45514. Индексация. Достоинства и недостатки. Примеры 45 KB
  Индекс это таблица состоящая из двух полей первое поле это ключ второе поле это ссылка на запись в БД с этим ключом индексации. Индекс позволяет выполнить две работы: Выполнить сортировку файла не перемещая физически его записи; Ускорить поиск информации. Файл а1: адреса А1 А2 А3 0 d 1 F 1 2 M 2 C 3 F 3 B 4 M 4 Z 3 M 5 I 2 F 6 J 2 M 7 k 5 M Организуем индексацию по полю А1 индекс будет плотный т. индексируются все значения ключа.