Pustkowia: Skokowe Przesunięcia, Migracje i Powierzchnia Ślizgowa

Saltowanie: piasek nie sięka, on skacze

Wiatr rzadko przemieszcza pojedyncze ziarnka piasku poprzez ich rolowanie po powierzchni. Powyżej określonego natężenia wiatru, ziarnka są tymczasowo unoszone do strumienia powietrza i przenoszone krótkim skokiem na wschód, zanim siła grawitacji zmusza je do powrotu na dół – ruch ten nazywany jest saltowaniem. Kiedy spadające ziarno uderza w powierzchnię, nie zatrzymuje się tylko w ten sposób: uderzenie może wyrzucić kilka nieruchomych ziarn w powietrze (efekt pryskania), z których każde kolejno skacze. To sprawia, że saltowanie jest samopodtrzymujące się po rozpoczęciu i stanowi dominujący mechanizm przemieszczania piasku zarówno na pustyniach, jak i na plażach.

Dwie bardzo różne powierzchnie o tej samej wydmie

Wydma z jej stroną wietrzoną, czyli zboczem stoss, jest łagodna, ponieważ wiatr stale podnosi i wypycha do góry drobinki osadzone i kruchą, a rzadko gromadzi je mocno. Drobinki, które docierają do szczytu i są niesione tuż za nim, opadają w cień wiatru, gdzie przepływ powietrza nagle się rozszczepia i zwalnia. Osady zbierające się w tym schronieniu gromadzą się aż do kąta powodzenia dla suchego piasku – zwykle około 30 do 34 stopni – w punkcie, w którym dalsze dodawanie wywołuje małe osuwiska (przepływy ziarna) w dół zbocza. To stromą stronę wietrzną nazywamy zboczem ślizgowym i jest ona blisko maksymalnego kąta, jaki może utrzymać luźny, suchy piasek przed tym, że zwycięża go grawitacja.

Dlaczego cała wydziera się przesuwa

Ponieważ piasek jest stale erodowany z nasypy boczne i osadzany na powierzchni tarasu, cały profil wydżery przesuwa się pod wpływem wiatru na zachód z upływu czasu, nawet jeśli pojedynczy ziarnka nie pokonują całej odległości w jednym locie – każde ziarno zazwyczaj skacze w górę po stronie wschodniej, jest zakopywane przez późniejsze osuwiska na powierzchni tarasu i pojawia się ponownie dopiero wtedy, gdy wystarczająca część wydżery przesunie się poza jego położenie. Szybkość migracji zależy od siły i stałości wiatru, wysokości wydżgery (wyższe wydżery zawierają więcej piasku i poruszają się wolniej dla danej siły wiatru) i dostępu do piasku.

stoss slope (windward): gentle, ~10-15°, net erosion, saltation dominates
crest: flow separation, sand launched into wind shadow just beyond it
slip face (leeward): steep, ~30-34° (angle of repose), net deposition + avalanches

Wzór wiatru decyduje o kształcie wydm

Jedna, dominująca, stabilna kierunek wiatru z ograniczonym podwojeniem piasku ma tendencję do budowania wydm ksiাদানowych o kształcie łuku, z rogami łuku skierowanymi przeciwwiatrowo, ponieważ cieńsze brzegi nasady piaskowej się poruszają szybciej niż wyżsne centrum. Obfite podwojenie piasku pod działaniem jednokierunkowego wiatru buduje długie wydmy poprzeczne, prostopadłe do wiatru. Wiatry regularnie zmieniające kierunek pomiędzy dwoma dominującymi kierunkami budują wydmy liniowe (seif) wyrównane mniej więcej wzdłuż kierunku wypadkowego wiatru, a złożone, wielodirekcjonalne regimy wiatrów z obfitym podwojeniem piasku produkują wydmy gwiazdkowate z kilkoma promieniującymi ramionami i stosunkowo niewielką migracją netto, ponieważ przeciwstawne wiatry częściowo neutralizują ruch spowodowany jednokierunkowym opadaniem.

Co zatrzymuje wydłużenie się wydzierza: roślinność i wilgoć

Roślinność przerywa działanie saltażu bezpośrednio – łodygi i korzenie roślin spowalniają prędkość wiatru na powierzchni poniżej progu transportowego, fizycznie zatrzymując ziarna. Korzenie wiążą piaskę w miejscu, chroniąc ją przed dalszymi erozjami. Wydzierza kolonizowana szybciew niż jest pochłaniana, staje się ustabilizowana, ostatecznie rozwijając nieregularny, porośnięty roślinnością (parametryczny lub nebka) kształt zamiast czystych geometrycznych form nagiej, aktywnie migrującej wydzierzy.

Wilgoć wywiera pokrewne działanie stabilizujące, ponieważ wilgotne ziarna piasku lepiej trzymają się razem i bardziej oporują podnoszeniu na wierzch przez saltaż niż suche, co jest częścią tego, dlaczego wydzierze nad liną żebla migrują znacznie wolniej, gdy tylko wyłoni się stabilna skorupa lub zakorzeniona roślinność.

Frequently asked questions

Wypróbuj na żywo

Wszystko powyżej działa bezpośrednio w Twojej przeglądarce — otwórz Sand Dune i zmieniaj parametry podczas działania. Nic nie jest instalowane ani przesyłane na serwer, cały model działa w jednej karcie.