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漫话内波(三)沙丘和沙波-流体与砂介质界面间的波动

已有 5890 次阅读 2011-10-19 21:46 |个人分类:大地构造|系统分类:科普集锦| 沙丘, 界面波动, 松散介质, 沙波

沙漠中的沙丘则是空气与松散砂介质之间的界面波动起伏。

沙子在风的推动下遇到障碍物,如石头、植物,使沙子在顺风一侧堆积起来。细小的沙粒在风的吹动下沿坡面不断向上堆积,最后能形成巨大的沙丘。

开阔的沙漠地区地面上总是出现许多大小不同的丘阜和隆起,起伏迤逦,就像大海中的波浪。这些隆起的沙丘大多形成平行排列的或弧形的山脊。其中有些可以发展到极大的规模:它们连续的脊峰可长达100km,高达100m。伊朗南部的一些沙丘甚至高达200m。这些平行的沙丘,峰与峰之间的距离一般等于高度的5-6倍,它们排列成行,连绵几百公里而不中断,方向亦不改变。它们在风力作用下缓慢地移动;当风从两侧反复吹来时,沙丘则在原地增长。在沙漠中的观察者没有不因为看到的事物形态的简单、重演的精确性和几何的规则性而大为诧异的。                 

细小的沙粒在风的吹拂下沿坡面不断向上

搬运形成沙漠中高大的沙丘

 

泥沙质的河床床面也会形成起伏不平的沙波。从平面上看,沙波的波峰大致互相平行,并与水流方向垂直或略显斜交。有时,它们呈时断时续的蛇曲形状、或显弧形、新月形。较大的沙波,如长江等大河上观察到的沙波长达数百米,波高可达45米。

可见,分层介质中的内波可在连续介质中发生,也可在非连续性的松散介质中形成。

长江江底的沙波波高可达4-5米,波面随水流向下游迁移。

 

沙层属于松散颗粒介质,无法用流体动力学方程对之进行研究分析,实验和观测描述仍是研究这类运动的主要方法。但这类波动仍具有一系列波动的典型特性,如波峰、波谷的平面分布大体与相对运动的气流或水流方向垂直或略显斜交。



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