UK 
EnglishТипова
Polski🌬️ Вітрова Ерозія
Симулюйте еолові процеси — як вітер піднімає, переносить та відкладає пісок і осад, формуючи ландшафти.
Про цю симуляцію
Ця симуляція поєднує поріг сальтації Бегнольда з клітинною моделлю дюн Вернера (1995). Порогова швидкість тертя u*t обчислюється з діаметра зерна, густини частинок і повітря та гравітації (u*t = A·√((ρp−ρa)·g·d/ρa)), а потім масштабується вологістю ґрунту. Щойно швидкість вітру u* перевищує цей поріг, швидкість перенесення Q = C·(u*³ − u*t³) визначає, скільки піщаних «плит» піднімається на кожному кроці; кожна плита стрибає за вітром, осідає з імовірністю, що залежить від того, чи потрапляє вона на пісок, чи на голий ґрунт, а поверхня лавинує там, де крутизна перевищує кут укосу 34°. Пісок лише переміщується з однієї клітини в іншу, ніколи не створюється — загальна кількість інваріантна з точністю до похибки округлення.
🔬 Що це показує
Поперечний переріз піщаного шару під дією сталого вітру. Плити захоплюються з відкритих клітин, переносяться на довжину стрибка ℓ за вітром (ℓ зростає як u*², подібно до траєкторії сальтації Бегнольда) і осідають охочіше на піску (p = 0,6), ніж на голому ґрунті (p = 0,4). Саме ця асиметрія — зворотний зв'язок, що формує дюни: піщані плями захоплюють більше піску, ростуть, відкидають підвітряну тінь у 15°, де осідання гарантоване, і крутішають до слипфейсів, утримуваних на куті укосу. Реальні дюни виникають із цілком рівної поверхні.
🎮 Як користуватися
Перетягуйте Швидкість вітру u*, щоб змінити швидкість тертя (вона визначає і потік Q, і довжину стрибка), обирайте Розмір зерна, щоб змінити поріг u*t, підвищуйте Вологість ґрунту, щоб зерна злипалися й чинили опір ерозії, а Подача піску дозволяє переходити від ізольованих дюн на збідненому, частково голому шарі до суцільних поперечних гряд на насиченому. Слідкуйте за показником «Макс. підвітряний схил»: він насичується на 34° і ніколи його не перевищує.
💡 Чи знали ви?
Оскільки Q залежить від куба швидкості вітру понад поріг, навіть невелике збільшення u* після u*t спричиняє непропорційно велике зростання перенесення піску — саме тому пустелі можуть виглядати спокійними днями, а потім за лічені хвилини перетворитися на справжню піщану бурю.
Часті запитання
Що таке модель сальтації Бегнольда?
Це класична формула еолового перенесення, яка стверджує, що пісок рухається лише тоді, коли швидкість тертя вітру u* перевищує поріг u*t, а вище цього порогу швидкість перенесення Q зростає з кубом надлишкової швидкості (Q = C·(u*³ − u*t³)). Ця симуляція використовує це рівняння, щоб визначити, коли пісок захоплюється і скільки плит перебуває в польоті на кожному кроці.
Чому розмір зерна змінює швидкість вітру, потрібну для переміщення піску?
Формула порогу u*t = A·√((ρp−ρa)·g·d/ρa) масштабується з квадратним коренем діаметра зерна d, тому грубим зернам 1,0 мм потрібен помітно сильніший вітер, ніж дрібним зернам 0,1 мм, перш ніж почнеться сальтація — важчим частинкам потрібно більше аеродинамічної підйомної сили й опору, щоб піднятися в повітря.
Як вологість ґрунту впливає на ерозію в симуляції?
Вологість застосовується як множник до порогу: u*t масштабується на (1 + вологість × 3), тому навіть помірний відсоток вологості різко підвищує швидкість вітру, необхідну для початку перенесення, імітуючи те, як зв'язний вологий пісок реально чинить опір вітровій ерозії.
У чому різниця між сальтацією і повзучістю в цій моделі?
Сальтація зображена як балістичні стрибки зерен по поверхні під дією гравітації, щойно вітер перевищує поріг; показник «Режим» перемикається на «Повзучість», коли u* лише трохи перевищує u*t (менш ніж у 1,5 раза вище порогу), що відображає грубіші або ледь рухомі зерна, які котяться по поверхні, а не злітають у повітря.
Як дюни формуються і мігрують у симуляції?
Симуляція виконує клітинний алгоритм дюн Вернера (1995). Плита піску забирається з випадкової незатіненої клітини, переноситься на довжину стрибка за вітром і осідає з імовірністю 0,6, якщо клітина приземлення вже має пісок, і лише 0,4, якщо вона гола — тому пісок накопичується там, де він вже є. Клітини, що лежать у 15° підвітряній тіні навітряного гребеня, вловлюють кожну плиту, що досягає їх, що й формує слипфейс, а будь-який схил, крутіший за кут укосу 34°, лавинує назад вниз. Оскільки кожна подія переносить плиту з однієї клітини в іншу, загальна кількість піску точно зберігається.
Чи зберігає ця симуляція кількість піску?
Так, з точністю до похибки округлення. Ерозія, перенесення, осідання та лавинування реалізовані як передачі між двома клітинами на періодичному перерізі, тому сумарна висота шару інваріантна; за 10 000 кроків відносний дрейф залишається на рівні похибки округлення чисел з рухомою комою. Показник «Глибина дефляції» повідомляє про фактичне найглибше зниження шару нижче початкового рівня, а не про незалежний акумулятор, який міг би не збігатися з поверхнею, яку ви бачите.
Чому підвітряний бік кожної дюни має однаковий кут?
Тому що сухий пісок не може утримати схил, крутіший за його кут укосу, приблизно 34°. Після кожного осідання модель перевіряє кожну пару сусідніх клітин і, якщо різниця висот означає крутіший схил, переміщує пісок із вищої клітини в нижчу, доки схил не досягне точно кута укосу. Саме тому всі слипфейси, які ви бачите, мають однаковий кут — точно як у справжніх баркханних і поперечних дюнах.