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

77892. Сравнительный анализ договора найма 34 KB
  Сравнительный анализ договора найма По договору найма – одна сторона – собственник жилого помещения или управомоченное им лицо наймодатель – обязуется предоставить другой стороне нанимателю жилое помещение за плату во владение и пользование для проживания в нем. помещением при перемене собственника этого помещения. Переход права собственности на занимаемое по договору найма жилое помещение не влечет расторжения или изменения договора найма жилого помещения. Наниматель обязан использовать жилое помещение только для проживания...
77894. Правовые формы распоряжения исключительными правами ГК РФ предусматривает такие формы реализации пр. 29.5 KB
  Правовые формы распоряжения исключительными правами ГК РФ предусматривает такие формы реализации права автора путем заключения договоров: договор об отчуждении исключительного права; лицензионный договор; договор о залоге исключительного авторского права; договор авторского заказа. По договору об отчуждении исключительного права правообладатель передает или обязуется передать принадлежащее ему исключительное право на результат интеллектуальной деятельности или на средство индивидуализации в полном объеме другой стороне...
77895. Транспортные договоры 31.5 KB
  Особенность транспортных договоров: регулируются ГК РФ общие положения о перевозках транспортными уставами и кодексами правилами перевозки грузов пассажиров и багажа. По договору перевозки пассажира перевозчик обязуется перевезти пассажира в пункт назначения а в случае сдачи пассажиром багажа также доставить багаж в пункт назначения и...
77896. Договор хранения 32.5 KB
  Объект индивидуально-определенные вещи вещи определенные родовыми признаками. Может потребовать досрочного расторжения договора когда вещи стали опасны для окружающих. Обязан обеспечить сохранность вещи независимо от того хранение возмездное или безвозмездное. Обязан вернуть вещь немедленно и в том же состоянии с учетом нормального ухудшения вещи.
77897. Сравнительный анализ договора поручения, комиссии, агентского договора 27 KB
  Сравнительный анализ договора поручения комиссии агентского договора По договору поручения одна сторона поверенный обязуется совершить от имени и за счет другой стороны доверителя определенные юридические действия. По договору комиссии одна сторона комиссионер обязуется по поручению другой стороны комитента за вознаграждение совершить одну или несколько сделок от своего имени но за счет комитента. По агентскому договору одна сторона агент обязуется за вознаграждение совершать по поручению другой стороны принципала...
77898. Имущественное страхование. Формы и виды страхования 33.5 KB
  Страховой риск это событие на случай наступления которого проводится страхование. Страховой интерес – убытки которые могут возникнуть у страхователя при наступлении страхового случая и от которого он страхуется. Виды страхования: I имущественное страхование: а особый объект страхования...
77899. Сравнительный анализ займа и кредита 34 KB
  В случаях когда срок возврата договором не установлен или определен моментом востребования сумма займа должна быть возвращена заемщиком в течение 30 дней со дня предъявления займодавцем требования об этом если иное не предусмотрено договором. По договору финансирования под уступку денежного требования одна сторона финансовый агент передает или обязуется передать другой стороне клиенту денежные средства в счет денежного требования клиента кредитора к третьему лицу должнику вытекающего из предоставления клиентом товаров...
77900. Договор банковского счета 31.5 KB
  Договор банковского счета По договору банковского счета банк обязуется приниматься и зачислять поступающие на счет открытый клиенту денежные средства выполнять распоряжения клиента о перечислении и выдаче соответствующих сумм со счета и проведении других операций со счета. Субъекты: банк иная кредитная организация которая имеет право на ведение банковских операций; клиент ФЛ ЮЛ. Правовое регулирование: закон о ЦБ РФ о банках и банковской деятельности инструкция ЦБ об открытии и закрытии банковских счетов счетов по вкладам...