风沙物理学总复习

第二章荒漠化概况第一节世界荒漠化概况三、非洲的荒漠化现状及其成因（一）非洲荒漠化现状非洲总面积的1/3是沙漠，仅撒哈拉沙漠面积就达777万km2，非洲的荒漠化面积占土地总面积的34%。

（二）荒漠化的成因＊水文环境差＊非洲的地表水资源分布不一，地区差异很大＊气候环境恶劣＊土壤条件差＊干旱＊非洲的灌溉＊非洲的土壤流失第二节中国荒漠化地区概况干旱、半干旱和亚湿润干旱区分布于新疆、内蒙古、西藏、青海、甘肃、河北、宁夏、陕西、山西、山东、辽宁、四川、云南、吉林、海南、河南、天津、北京18个省市（自治区、直辖市）的大部分或一部分，共涉及471个县（市、旗）。

一、荒漠化地区的气候●日照充足，热量资源较为丰富●气候干燥●冷热剧变●风大沙多，风能资源丰富第三节中国土地荒漠化的成因一、人为活动＊人口增长对土地的压力，是土地荒漠化的直接原因＊过度放牧是草地退化的主要原因＊陡坡垦耕是导致耕地退化的主要原因＊樵采、乱挖中草药、毁林等则是直接导致土地荒漠化的人类活动＊不合理灌溉方式是造成耕地次生盐渍化的直接原因二、自然成因（一）地理环境因素中国干旱、半干旱及亚湿润干旱地区深居大陆腹地，成为全球同纬度地区降水量最少、蒸发量最大、最为干旱脆弱的环境地带。

（二）气候因素第四节中国土壤荒漠化类型、面积及分布一、风蚀荒漠化（一）风蚀荒漠化的面积及分布风蚀荒漠化面积万km2，其中分布在干旱地区的占总面积的%；半干旱地区的占%；亚湿润干旱地区的占%（二）风蚀荒漠化的程度风蚀荒漠化中，轻度占风蚀荒漠化面积的%；中度占%；重度占%。

风蚀荒漠化的程度分布规律充分显示出风蚀荒漠化的进程受气候、特别是受干湿程度的影响较大。

二、水蚀荒漠化（一）水蚀荒漠化土地的面积及分布总面积为万km2，占荒漠化土地面积的%。

（二）水蚀荒漠化的程度在水蚀荒漠化土地中，轻、中、重度的面积分别为万km2、万km2和万km2 ，分别占水蚀荒漠化土地面积的%、%和%。

三、冻融荒漠化冻融荒漠化土地总面积共万km2，占荒漠化土地总面积的%。

风筛物理题目
1.风沙物理学的主要研究内容是什么？
风沙物理学是以物理学的观点来研究风与沙物质地表相互作用规律的科学
2.风沙物理学在风沙治理中的地位和作用？
通过风沙物理学研究，指导沙漠化防治工作。

3.风沙物理学的奠基人是谁？代表著作是什么？
英国科学家R.A拜格诺《风沙和荒漠沙丘物理学》
4.国际防治荒漠化和干旱日是那天？
6月17号
5.风沙物理学研究的主要手段是什么？ .
风洞实验法、野外调查观测法、理论推演法。

6.风沙流结构及其特征
风沙流结构是指风沙流中沙粒数量随垂直高度的分布特征及变化规律
1)风沙流是一种贴近地表的运动动现象
2)靠近地表其气流所含沙粒越粗
3)风沙流的结构式(第一定律)
4)风沙流结构的第二定律风沙流浓度随高度按指数衰减，其相对衰减率随风速和
沙粒粒径的增大而减小。

5)风沙流结构的第三定律0~ 10cm高度层内,风沙流中的输沙量
与2米高度风速呈现对数函数关系
7.风沙流运动三大定律
风沙流的结构式(第一定律)
风沙流结构的第二定律风沙流浓度随高度按指数衰减，其相对衰减率随风速和沙粒粒径的增大而减小。

风沙流结构的第三定律0~10cm高度层内，风沙流中的输沙量与2米高度风速呈对数函数关系.。

思维导图：风沙问题【思维导图】[考点精析]（1）沙源①外地输沙：盛行风从上风地带将沙尘物质吹送至风沙活动地区沉积；河流从中上游地区搬运到风沙活动地区沉积。

②当地沙源：枯水期湖滩、河滩裸露，泥沙裸露；冬春季节地表缺少植被覆盖，表土裸露；耕地面积扩大、不合理的人类活动破坏植被，地表裸露，增加沙源。

（2）动力①盛行风：风大、大风日数多；受地形影响(山口处狭管效应、河谷延伸方向与盛行风向一致等)，地面风速增强。

②不稳定的空气条件：如沙尘暴多发生于午后或傍晚，不稳定的热力条件有利于风力加大、强对流发展。

③特殊天气、气候背景：干旱少雨、气温回升、蒸发旺盛，是风沙形成的温床；气旋与冷空气活动频繁。

（3）植被：冬春季节植被稀疏，地表缺少植被保护，表土疏松，沙源丰富、易起沙。

2风沙活动的危害（1）沙埋：埋压农田、村庄、工矿、铁路、公路、水源。

（2）风蚀：土壤肥力下降；大风袭击(毁坏房屋、刮翻火车、摧毁电杆，造成人、畜伤亡)。

（3）污染大气：沙石、浮尘弥漫，空气浑浊，危害人体健康。

（4）影响生产、生活：影响交通出行与安全、室外作业等。

3风沙活动的防治（1）工程措施：①阻沙：设置沙障阻挡风沙；②固沙：设置草(石)方格，固定沙面。

（2）生物措施：①因地制宜开展生态建设，保护和恢复植被(保育自然植被、植树造林、种草等)，防风固沙；②合理利用水资源，保障生态用水。

（3）组织管理措施：①调整农业结构，合理控制农牧业生产规模；②加强宣传教育，提高环保意识；③建立风沙灾害的监测、预报机制；④制定并严格实施防沙治沙的相关法律法规；⑤对风沙危害严重地区实施生态移民。

【典题精研】1．阅读图文材料，完成下列要求。

巴丹吉林沙漠位于祁连山北部的干旱半干旱地区，形成了世界上独一无二的沙山——湖泊景观，其湖盆的形成与当地风沙作用强密切相关。

区域多年平均降水量不足100mm，水面蒸发量在3000~4000mm。

水中可溶性Ca（HCO3）2，在压力、温度作用下CO2逃逸，形成大量碳酸钙沉淀。

风沙物理学一、名词解释(共5小题,每小题3分,共15分)1、附面层分离:实际流体流过弯曲壁面时,经常从曲面某一点开始附面层脱离壁面,并产生旋涡,这种现象称为附面层分离2、风速廓线:风速随高度的变化称为风速廓线3、饱和路径长度:气流(或风沙流)由吹蚀变为堆积在时间上要有一段间隔,空间上表现为一定的距离,这段距离称为饱和路径长度4、风沙流结构:指气流中所搬运的沙子在搬运层内随高度的分布特征5、二次流:边界层流体由于流场不均匀受到横向压力差的作用,发生垂直于主流而指向压力较小一边的附加运动二、填空题(共9小题,每小空1分,共25分)1、黏性流体的流动状态有两种,即层流和紊流，判断其状态的依据是雷诺数2、风的产生主要受到四种方的作用,其中可使空气由静止状态变为运动状态游力是气压梯度力，在风形成后产生和起作用的力是地转偏向力、惯性离心力和地面摩擦力3、理查逊数是用于判断大气状态的依据,依据查理逊数可将大气状态分为层结稳定、中性层结和不稳定层结4、沙粒运动的基本形式是蠕移、跃移和悬移5、影响输沙量的三要新是指风速、沙物质和下垫面条件6、新月形沙丘是沙漠地区分布最为广泛、形态最简单的一类沙丘.7、沙丘的移动方式可分为前进式、往复前进式和往复式8、依据能量来源,土壤颗粒的起动风速分为冲击起动值和流体起动值,对应于两种起动风速存在磨蚀/风沙流侵蚀和吹蚀/净风侵蚀两种风蚀方式9、沙尘暴的形成必须同时具备大风、不稳定的空气层结/强对流天气和沙源三、判断对错题(共10小题、每小题1分,共10分,注:正确的打“√”,错误的打“×”)1、作为流体运动研究方法之一的欧拉法是把流体空间作为观察对象的√2、沙物质颗粒整体的几何形态常用磨圆度表示×3、对球形颗粒之外的所有颗粒的大小是用其当量直径来度量的√4、沙粒的冲击起动值大于流体起动值X5、大气层结中性时,风速廓线服从普朗特——冯·卡门的速度对数分布律√6、沙粒的粒径越小,其起动风速越小×7、随着风速的增大,距床面1-2cm的绝对输沙量和相对输沙量都将增大×8、依据伯努利定律,流速与压力成负相关√9、旋转是沙粒运动的普遍形式,极少有不作旋转的运动沙粒√10、悬移质运动主要决定于气流的向上脉动分速必须超过颗粒的沉速。

风沙物理学（看做的两个实验）绪论1.风沙物理学概念：风沙物理学是以物理学的观点来研究风与沙物质地表相互作用规律的科学。

第一章流体力学基本理论（看）第二章近地面气流运动规律（看）第三章沙物质及其基本性质沙物质的物理意义：能够形成风沙流的所有地表固体碎屑物质1.沙颗粒大小、形状和圆度如何描述当量直径：具有相同体积的球体直径。

中值粒径：对应于重量百分数为50％的粒径。

平均粒径：do = 1/3 (φ16 + φ50 + φ84)2.沙物质粒径分布如何表达分选系数：Sc = (d 75 / d 25)1/2梯级频率粒配曲线：颗粒粒径为横坐标，重量或粒数的频率百分数为纵坐标得到的一系列相邻的矩形图组。

累积频率粒配曲线：颗粒粒径为横坐标，以小于（或大于）某一粒径的颗粒重量占样品总重量百分数为纵坐标得到的图形。

3.沙颗粒表面组织与环境有何关系内陆沙漠沙石英颗粒表面结构特征：较好的磨圆度；有大量的机械撞击痕迹，撞击坑成群出现；强风暴时由一次撞击作用形成碟形撞击坑；沙粒在滚动和跃移中相互磨擦、碰撞形成麻坑。

化学沉淀作用发育，沉淀多见于各类撞击坑底部成硅质球，一些砂粒表面有大量沉淀形成硅质薄膜并出现裂纹．海岸沙丘沙石英颗粒表面结构特征：化学溶蚀作用较内陆沙明显，沿构造软弱部位发展成溶蚀沟、溶蚀洞，甚至出现方向性三角形坑等溶蚀形态。

有代表海滩环境的水下撞击V型坑。

具有代表风成环境的典型特征，如磨圆好、碟形坑，沉淀层和裂纹；有代表水下环境的撞击坑、化学溶蚀坑等。

即具有海滩沙特征，又具有叠加其上或与其共生的风成环境特征。

4.沙漠沙颜色是怎么回事？沙颗粒颜色—取决于矿物成分并随环境条件的改变发生变化。

淡黄色、黄色、黄橙色或棕红色是典型颜色。

也有一些是青灰色、红色、白色、黑色。

彩色沙漠：美国科罗拉多大峡谷所在的亚利桑那州，火山熔岩矿物质沙石，具有紫色、黄色、红色、绿色、白色和兰色。

库姆塔格沙漠竟然是一个五彩沙漠，沙子有红、黄、蓝、黑、白、绿等各种颜色，与我们最初想象的黄沙漫漫相去甚远。

起动风速：沙粒在一定的风力作用下开始运动，使沙粒开始运动的临界风速饱和风沙流：风沙流中的含沙量等与气流可载运的沙粒数量时候称为饱和风沙流,地表无蚀积脉动性：不同瞬时通过同一空间点的流体的物理参数如流速、压强等均随时间不停地变化，是紊流流动区别与层流流动的根本特征。

附面层：实际流体流过物体表面时，由于黏性的影响在紧靠物体表面沿线方向形成速度梯度很大的薄层。

附面层分离:实际流体流过弯曲壁面时，经常从曲面某一点开始附面层脱离壁面，并产生漩涡的现象。

风的阵性：在野外观测中可以发现，风速时大时小，风向也不停变化。

大气稳定度：在流体力学中，雷诺数是用来度量惯性力和粘性力切应力相互关系的准则数。

风速轮廓：风速随高度的变化。

风速的垂直分布取决于近地面层的气流性质、大气层结稳定度和粗糙度。

沙物质：能够形成风沙流的所有地表固体碎屑物质。

沙物质的形成：地表岩石在物理、化学风化作用下形成、石英沙的形成的四个作用：剥离作用、胀裂作用、风力磨蚀作用、水、冰的碾压作用。

沙物质的来源：河流的冲积物、冲积-湖积物、洪积-冲积物、基岩风化的残积物。

粒径分布表示方法：沙物质粒径的范围和均匀程度既可以直接反映形成物质的母岩性质或颗粒所受外力作用的强弱，也可以在一定程度上反映杀物质搬运量的大小和搬运方式。

休止角：沙物质在堆积成丘时，斜坡与水平面所达到的最大角度。

沙物质的热状况：沙物质表面温度变化剧烈忽冷忽热，受热升温快，断热冷却快，所以风沙地区温度差较大。

外因：由于在纬度，海拔，地形的影响下，所受的太阳辐射量有差异，使沙物质的热状况发生变化，但在以上条件相同的条件下，主要是与物质本身的热特性有直接关系（1）热容量是物质每升高1度时，所吸收或放出的热量（2）导热率是物质的传导热量的功率值（3）导温率单位容积的物质通过热传导，由垂直方向获得或失去热量时，升高或降低的数值沙粒运动的物理过程和机制：在风力作用下，当平均风速约等于某一值时，个别突出的沙粒受紊流流动和压力脉动的影响，开始出现振动或前后小摆动，当风速增大至临界值后，沙粒的振动也随之增加，正面推力和上升也相应增大，并且以克服重力的作用，在较大的旋转力矩作用下，促使一些最不稳定的沙粒首先沿沙面滚动或滑动。

第六节风沙风对地表岩石和风化碎屑物的侵蚀、搬运和堆积过程中所形成的各种地貌形态。

运动方式：悬移、跃移、蠕移三种方式随气流运动风沙作用：侵蚀、搬运、堆积。

侵蚀作用：吹蚀、磨蚀。

堆积：沉降堆积、遇阻堆积。

㈠风蚀地貌类型：石窝风蚀蘑菇和风蚀柱雅丹地貌风蚀洼地风蚀谷和风蚀残丘风蚀城堡v 风沙堆积作用形成的地貌沙堆沙丘：新月、抛物线、金字塔、沙丘链㈡风沙运动：1）风沙流结构：气流搬运的沙量随高度分布。

2)风沙流的强度以输沙率表示单位时间、单位断面输送的沙的重量。

输沙率随着起沙风速的增加而增加，与起沙风超过临界风速的差值的三次方成正比。

当风沙流达到相应的输沙率时，它即处于饱和状态，既不产生吹蚀也不产生堆积。

如超过相应的输沙率时，即处于过饱和状态，则产生堆积；如未达到相应的输沙率时，处于来饱和状态，则有利于吹蚀。

沙丘的移动沙丘是具有一定形态的沙粒集合体，沙丘的移动是在风力作用下沙粒运动的总合。

沙丘运动也是通过风沙流的形式，。

1)新月形沙丘的移动---可粗略推求沙丘的移动速度。

2)新月形沙丘的移动分带(1)中立带（2）吹蚀带（3）交换带（4）堆积带3）沙丘移动的基本形式前进式、往返式、前进往返式4）沙丘移动的总方向与区域内总的风向的总方向一致沙丘运动规律(1)起沙风频率愈大、风速愈大，则沙丘移动愈快。

(2)沙丘的移动速度与其高度成反比。

在其他条件相同的情况下沙丘较低，则移动较快。

(3)沙粒粗的沙丘移动慢，沙粒细的沙丘移动快。

（4）沙丘较高，则移动较慢。

(5)沙丘表层湿度大时移动较慢，反之则移动较快。

这是由于沙在湿润状况下，增加了粘性，加强了团聚作用，因而大大提高了起动风速。

(6)植被对沙丘移动的影响是非常明显的。

植被影响沙丘移动的主要原因是由于增加了地面糙度，从而削弱了近地面层风沙流的速度，使沙的吹蚀和搬运大大减少。

(7)下伏地貌也影响沙丘移动的速度。

在平坦地面上，沙丘前进无阻碍，移动速度较快；地表崎岖不平，则限制沙丘移动的速度。

沙漠复习题绪论⼀、沙漠与沙漠学（⼀）荒漠的概念1.荒漠:⽓候⼲燥、降⽔极少、蒸发强烈，植被缺乏、物理风化强烈、风⼒作⽤强劲、其蒸发量超过降⽔量数倍乃⾄数⼗倍的流沙、泥滩、⼽壁分布的地区。

2.荒漠分类：根据荒漠地貌形态与地表物质组成可以分为岩漠、砾漠、沙漠、泥漠和盐漠。

荒漠，还有⼀种较特殊的荒漠——寒漠，包括⼭地荒漠和极地荒漠，如我国青藏⾼原的⾼原荒漠。

3 沙漠是指沙质荒漠，地球陆地的三分之⼀是沙漠。

因为⽔很少，⼀般以为沙漠荒凉⽆⽣命，有“荒沙”之称。

沙漠地域⼤多是沙滩或沙丘，沙下岩⽯也经常出现。

泥⼟很稀薄，植物也很少。

有些沙漠是盐滩，完全没有草⽊。

沙漠⼀般是风成地貌。

（⼆）沙漠的概念1、狭义沙漠：⼲旱地区地表为⼤量沙物质覆盖，沙丘⼴布的⾃然地理单元。

2、⼴义沙漠：包括沙地和其他荒漠。

1）半⼲旱、湿润地区风成沙称作沙地。

2）沿海地区的风成沙则称作海岸沙丘或滨海沙地。

3）我国沙漠概念的理解，主要分歧在于是否把⼲草原地区的沙地作为沙漠。

第⼀章沙漠的分布概况⼀、世界沙漠⽂献中沙漠⾯积数字出⼊较⼤。

1993年赵兴梁先⽣做出了较为客观地概述：全球沙漠⾯积约700万平⽅公⾥，占世界半荒漠和荒漠总⾯积的23.3% 。

主要分布在⾮洲、亚洲和澳⼤利亚；美洲和欧洲均只有⼩⾯积的零星沙漠。

⾮洲沙漠北⾮撒哈拉：荒漠⾯积约900万平⽅公⾥。

沙漠总⾯积达180万平⽅公⾥，占全球沙漠总⾯积的25.7%。

这⾥风成沙丘⾼⼤，基本上都处于裸露状态。

撒哈拉南北两侧的古沙丘，由于天然植被不断遭到破坏，⽇渐复活。

南⾮卡拉哈⾥－纳⽶布沙漠南⾮卡拉哈⾥荒漠中东部较为湿润,?属草原和荒漠化草原。

动植物资源丰富。

卡拉哈⾥低地的荒漠⾯积达1，613，800平⽅公⾥。

西南部多为流动沙丘，⾯积11.5万平⽅公⾥。

亚洲沙漠亚洲沙漠⾯积较⼤，约250万平⽅公⾥。

阿拉伯半岛沙漠⾯积达79.5万平⽅公⾥。

世界第⼀⼤沙漠的鲁⼘哈利沙漠⾯积56万平⽅公⾥。

阿拉伯半岛沙漠都处于真荒漠之中，基本上都是⾼⼤密集的流动沙丘蒙古沙漠多为沙砾质⼽壁南亚、伊朗等的荒漠伊朗荒漠并⾮是沙漠，⽽是盐漠。