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

31123. Национальная экономика: цели и результаты развития 26.72 KB
  Кризисы сопровождаются безработицей расстройством денежной системы банкротствами ухудшением жизни населения. Финансовая система включает три основных звена: государственные финансы финансы населения и финансы предприятия. В странах с развитой рыночной экономикой доходная часть бюджета на 80 90 формируется за счет налогов с предприятий и населения. Это совокупность мероприятий в сфере налогообложения направленных на формирование доходной части государственного бюджета повышение эффективности функционирования всей национальной...
31124. Система классификаций и кодирования информации. Проектирование фактографических и документальных БД 105.84 KB
  Система кодирования – совокупность знаков и правил их использования для представления информации. Системы кодирования могут носить локальный характер в рамках одного предприятии и глобальный для всей страны. Существуют следующие системы кодирования: Порядковая – объекты кодируются числами натурального ряда и используются для кодирования небольших и устойчивых номенклатур объектов; Серийная – является развитием порядковой системы кодирования и предусматривает выделение серии номеров для кодирования каждого класса объектов.
31125. Автоматизированное проектирование ИС 114.56 KB
  CSE технологии –совокупность методов анализа проектирования разработки и сопровождения информационной системы. Основная цель CSE технологии состоит в том чтобы отделить процесс проектирования информационной системы от ее кодирования и последующих этапов разработки а так же максимально автоматизировать процесс разработки и функционирования системы. Которые поддерживают одну или несколько методологий анализа и проектирования ИС. Графический редактор диаграмм – предназначен для отображения в заданных нотациях всех диаграмм...
31126. Типовое проектирование ИС 248.38 KB
  Рисунок 1 – Классификация методов типового проектирования ИС. Элементный метод типового проектирования. В качестве типового элемента системы используется ТПР по задаче или по отдельному виду обеспечения информационному техническому. Достоинства метода: Применение модульного подхода к проектированию и документированию ИС Недостаток метода: Большие затраты времени на сопряжение разнородных элементов вследствие информационной программной и технической несовместимости ТПР Плохая адаптивность элементов к особенностям объекта применения ИС...
31127. Организация процесса конструирования 54.29 KB
  Технология конструирования программного обеспечения ТКПО – система инженерных принципов для создания экономичного ПО которое надежно и эффективно работает в реальных компьютерах. Стратегии: Однократный проход или водопадная стратегия – это линейная последовательность этапов конструирования с определением всех требований вначале процесса. Быстрая разработка достигается за счет использования компонентноориентированного конструирования.
31128. Процесс руководства проектом и планирование проектных задач 17.3 KB
  Анализ риска. Исследование области неопределенности анализ ее влияние на проект. Первыми выполняемыми задачами являются системный анализ и анализ требований. Системный анализ проводится с целью: 1 выяснения потребностей заказчика; 2 оценки выполнимости системы; 3 выполнения экономического и технического анализа; 4 распределения функций по элементам компьютерной системы аппаратуре программам людям базам данных и т.
31129. Модели качества процесса конструирования. Архитектура программных систем 41.02 KB
  Архитектура программной системы ПС – это набор внутренних структур ПС которые видны с различных точек зрения и состоят из компонентов их связей и возможных взаимодействий между компонентами а также доступных извне свойств этих компонентов. Вид с точки зрения прецедентов Use cse view охватывает прецеденты которые описывают поведение системы наблюдаемое конечными пользователями аналитиками и тестировщиками. Вид с точки зрения проектирования Design view охватывает классы интерфейсы и кооперации формирующие словарь задачи и ее...
31130. Базис языка UML 249.01 KB
  Словарь UML образуют 3 разновидности строительных блоков это предметы отношения и диаграммы. Предметы – это абстракции основные элементы в модели отношения связывают предметы а диаграммы группируют коллекции предметов. Структурные предметы это существительные в UML моделях статические части. Предметы поведения Предметы поведения – это динамические части глаголы модели поведение объектов во времени.
31131. Унифицированный процесс разработки программных систем 45.19 KB
  Прецеденты должны быть основным артефактом на основании которого устанавливается желаемое поведение системы проверяется и подтверждается правильность выбранной системной архитектуры производится тестирование. Системная архитектура является решающим фактором при разработке концепций конструировании управлении и развитии создаваемой системы. Итеративным называется процесс который предполагает управление потоком исполняемых версий системы. Разработка стабильной базовой архитектуры продукта которая позволяет решать поставленные перед...