風成地貌
在風對地面物質進行吹蝕、搬運和堆積作用的過程中所形成的各種風蝕地貌和風積地貌,統稱為風成地貌。世界上的風成地貌主要分布在乾旱和半乾旱氣候區。我國西北地區也有較大面積的風成地貌分布。
中文名:風成地貌
成 因:風力侵蝕與堆積
類 別:風蝕地貌、風積地貌
主要分布:乾旱氣候地帶
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地表上到處都有氣流運動,但並不是到處都有風成地貌,只有當氣流能夠吹揚起地表砂粒,形成風砂流時,才能塑造風成地貌。風力對地面吹蝕和磨蝕作用形成的地貌,稱為風蝕地貌。碎屑物質經風力搬運和堆積,則形成風積地貌。風成地貌主要分布在乾旱氣候地帶,這是由於乾旱氣候及隨之而來的其他自然特點,促使那裡風力作用特別強盛。當然,風成地貌並不局限於乾旱區,在半乾旱區和大陸性冰川邊緣,甚至在植被稀少的某些砂質海岸、湖岸和河岸,也都可形成風成地貌。
我國風成地貌主要分布在西北、華北北部和東北西部的氣候乾旱少雨、風力強大而頻繁的乾旱區和半乾旱區,西北內陸的巨大山間盆地或高原上的盆地內。世界各地風成地貌的分布都受氣候控制,也稱為乾旱區(或乾燥區)地貌。 [1]
風蝕地貌
石窩(風蝕壁龕)
陡峭的岩壁受風沙的吹蝕和磨蝕,岩壁表面形成大小不等、形狀各異的小凹坑,其直徑大多約20cm,深達10~15cm,有群集,有分散,使岩石表面具有蜂窩狀的外貌,稱為石窩。石窩的形成是因乾旱區的晝夜溫差較大,使岩石表面在物理風化和化學風化的頻繁作用下,岩石表面呈片狀剝落,形成很多淺小的凹坑。以後,風沙就沿此凹坑向里鑽磨,被帶到凹坑內的沙粒受風力作用在凹坑內發生旋轉,不斷地磨蝕凹坑的內壁,結果形成口小坑大的石窩。
風蝕蘑菇和風蝕柱
突起的孤立岩石,尤其是裂隙比較發育的不太堅實的岩石,受風蝕作用後而成上部寬大、下部窄小的蘑菇狀地形,稱風蝕蘑菇。它是由於近地面的風沙流的含沙量較大,對岩石下部侵蝕較強而形成的。
如果風蝕蘑菇頂部岩石的重心和基部岩石不一致,則上部岩石很容易墜落下來。墜落下來的大石塊如在地上不穩定,當颳大風時,則能隨之搖擺,稱為搖擺石或風動石。垂直裂隙發育的岩石或土體,在風長期吹蝕下,形成一些孤立的石(土)柱,稱為風蝕柱。
雅丹(風蝕壟槽)
在極乾旱地區的一些乾涸的湖底,常因干縮裂開,風沿着這些裂隙吹蝕,裂隙愈來愈大,使原來平坦的地面發育成許多不規則的背鰭形壟脊和寬淺溝槽,這種支離破碎的地面稱為雅丹。雅丹原是我國維吾爾族語,意為陡峭的土丘。塔里木盆地的羅布泊區域,有些雅丹地形的溝深度可達十餘米,長度由數十米到數百米不等,走向與主風向一致,溝槽內常有沙子堆積。在壠脊頂部常有白色鹽殼,又稱白龍堆。
風蝕窪地與風蝕谷
鬆散物質組成的地面,經風吹蝕以後,形成寬廣而輪廓不太明顯的風蝕窪地。它們多呈橢圓形,成行分布,並沿主風向伸展。單純由風蝕形成的窪地,規模較小,一般直徑只有幾十米,深度僅1m左右。一些大型風蝕窪地,是在流水侵蝕基礎上再經風蝕改造而成,深度可達10m左右。
荒漠區有時一次暴雨能把地面侵蝕成很多溝谷,風就沿着溝谷吹蝕,溝谷進一步擴大,成為風蝕谷。風蝕谷無一定形狀和走向,寬窄不均,蜿蜒曲折,有時為狹長的溝壕,有時又為寬廣的谷地。在陡峭的谷壁下部,常堆積着崩塌的岩屑堆,谷壁上有時有許多大大小小的石窩。
風蝕殘丘
經長期風蝕後,風蝕谷不斷擴大,原始地面不斷縮小,最後殘留下來的小塊原始地面稱為風蝕殘丘。它的外形各不相同,以桌狀平頂較多,亦有成尖峰狀的,高度一般在10~30m不等。在較軟弱的水平岩層地區,經風力長期吹蝕,塑造成一些頂平壁陡的殘丘,遠遠望去,好似廢毀的千年城堡,謂之風蝕城堡。中國西北荒漠地區常可見到這種現象,新疆東部十三間房一帶和三堡、哈密一線以南的第三紀地層有許多風蝕城堡。 [2]
風積地貌
信風型風積地貌
單向風或幾個近似方向風的作用下形成的各種風積地貌。這種類型的風積地貌又稱信風型風積地貌。荒漠地區主要形成新月形沙丘、縱向新月形沙丘和縱向沙壟,在荒漠區的邊緣或在海岸帶、湖岸帶非荒漠區常有拋物線沙丘發育。它們的形態走向與起沙風的合成風向之間夾角小於30°,或近於平行,這類沙丘又稱縱向沙丘。
季風-軟風型風積地貌
在兩個方向相反的風向交替出現時,而其中一個風向占優勢所形成的風積地貌,稱季風-軟風型風積地貌。季風和山谷風或海陸風都能形成兩個相反的風向。此外,由於地形的影響,氣流發生反射,亦可產生兩個方向相反的風。季風-軟風型風積地貌有新月形沙丘鏈,橫向沙壟和樑窩狀沙地等,它們的排列延伸方向與起沙風合成風向的夾角大於60°或近於垂直,沙丘經常是前後往返式移動。這一類型的沙丘總稱橫向沙丘。
對流型風積地貌
沙漠區,夏天白晝地面受太陽照射使溫度驟增,引起空氣強烈對流,形成龍捲風。在龍捲風作用下形成的地貌稱為對流型風積地貌,最典型的是蜂窩狀沙地。蜂窩狀沙地是沙漠中一些圓形碟狀窪地及分割它們的丘狀高地的地貌總稱。它們比較固定,只是本身形態受風力作用而有變化,所以可以把它們看作是半固定型的風積地貌。
干擾型風積地貌
當主要氣流向前運動時,遇到山地阻擋而使氣流運行方向發生改變,引起氣流干擾形成的各種風積地貌,稱為干擾型風積地貌,主要是金字塔形沙丘。金字塔形沙丘是具有明顯三角形棱面和一個尖頂的高大沙丘,形態好似金字塔,故而得名,又稱錐形沙丘。它的高度可達100m以上,每個沙丘有3~4個棱面,最多的可達5~6個棱面,兩棱面間有一狹窄的沙脊。每一棱面往往代表着一種風向,這是由於氣流受地形阻礙導致氣流方向發生變化所造成的。
此外,在荒漠區還可形成一種交錯的複合新月形沙丘。在半固定沙地,地面稍有植被,氣流受到干擾,改變方向,則可形成格狀沙丘。
影響因素
地面特徵
地面特徵包括地面的物質組成、地面起伏、植物疏密和水分條件等。
組成地面的物質有不同粒徑的粗細砂礫和不同硬度的岩石。風力對這些不同粒徑砂礫和硬度差異的岩石作用後,形成的形態也不同。在乾旱區的山麓帶,發育着洪積扇,風力只能吹蝕、搬運洪積扇上的沙粒。由於這裡的沙粒量少,供給物質不足,只能形成一些低矮的沙丘。在乾旱區盆地中心的沙質平原或洪積扇的邊緣部位,堆積着厚層鬆散的沙粒,經風的作用,能形成規模較大的沙丘。因此,在不同物質組成的地面上的沙丘,其規模有很大差別。礫石地面可防止風吹蝕搬運沙粒,但在某些特殊條件下產生強大的風力,礫石也能被風蝕和搬運並堆積成一些特殊的地貌。
地面高低起伏對近地面風沙流的運行有很大影響,使沙丘形態產生差異。山地是風沙流運行的障礙,在山地迎風面一側沙粒大量堆積,形成巨大的沙丘,越靠近山地,沙丘相對高度越大。山地相對高度和長度還能影響山地迎風坡一側沙丘堆積範圍。 在一些山地埡口附近,近地面氣流的運行方向常發生變化,沙丘排列方向也將隨之改變。沙丘本身高度也影響沙丘移動速度,在風力相同的情況下,沙丘高度愈大,移動速度愈慢。根據塔克拉瑪干沙漠下墊面和沙丘不同疏密地區的統計,沙丘移動速度和沙丘高度成反比關係。
植被在風成地貌形成過程中起着重要作用,它可以固定沙丘,對沙丘的發展和變形產生很大影響。植物生長,增大地面的粗糙度,接近地面的風速減小,並阻礙氣流直接對沙質地面的作用,使風的吹蝕搬運能力減弱。叢狀植物能阻擋沙丘前進,使之堆積成草叢沙堆。另外,由於植被的覆蓋,陽光不能直接照射到沙地表面,可降低沙地表面水分的蒸發量,使沙粒水分增多,這樣可增強抵抗風的吹蝕能力。
水分條件影響沙粒本身特徵,如果沙中水分較多,黏滯性和團聚作用加強,沙粒的起動風速就要增高,因而在同樣條件下,水分不同的沙丘的移動速度有明顯差別。此外,在水分充裕的地區,植物生長茂盛,風受植物阻擋,也減弱了吹蝕作用。例如準噶爾盆地中部,由於缺乏水分,沙粒被強烈吹揚,形成大量風成地貌,盆地周圍一些地區,雖也有沙子分布,但由於水分條件較好,沙丘很少。
氣流特徵
氣流特徵是指氣流的含沙量和氣流運動的方向。
氣流中的含沙量取決於風速大小和沙源的供給情況。當風速超過起沙風速後,風速增大,風沙流中的含沙量急劇增加。但是,不同高度風沙流中的相對含沙量和風速並不是呈簡單正比關係。在同一粒徑沙組成的地面上,風速變化,對近地表約3cm高處,風沙流中的相對含沙量是不變的。在近地面3cm高度以下,隨着風速的增加,相對含沙量減少;在近地面3cm高度以上,相對含沙量增多。
風向對沙丘的運動方向和形態都有影響。在通常情況下,風積地貌形態可反映一個主要風向。一幅精確的沙丘移動方向圖就是一幅主要風向圖。實際上,在單一主風向作用區,也還有次風向的作用,這些次風向一般與主風向有一偏角,有時甚至和主風向相反。在不同風向作用下,沙丘形態和移動方向會發生複雜的變化。
人類經濟活動
影響風成地貌的因素除各種自然條件外,人類經濟活動的影響也很重要,特別是在沙漠邊緣及綠洲周圍的流沙地區更為顯著。這些地區原來都有固定的草灌叢沙丘,因不合理放牧、開墾和砍樵,結果植被破壞,在風吹揚下,沙粒再度移動,形成各種活動的沙丘。反之,人工種樹和在沙丘上用麥稈鋪設格狀沙障,能阻止沙丘表面沙粒吹揚,沙丘停止移動。
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