屈建軍
在中國北部和西北部分布著八大沙漠和四大沙地,關于它們,過去有著無數(shù)的神話和傳說:鬼怪經(jīng)常和旅行者糾纏作崇;東晉高僧法顯在《佛國記》中說:“沙河中多有惡鬼、熱風,遇則皆死,無一全者?!秉S沙蔽日,人跡罕至。沙漠真的如此荒涼嗎?事實并不完全是這樣。
沙漠屬于荒漠生態(tài)系統(tǒng),它和海洋、冰川、湖泊一樣都是大自然之子。中國的沙漠廣闊無垠,壯麗多變,形成了豐富多彩的風沙地貌和各種各樣的自然景觀。風是沙漠形成的主要力量,沒有風的作用,就沒有沙漠,也就沒有沙丘地貌。
沙丘地貌通過沙粒的起動、搬運和堆積形成。我們一般把能使沙粒起動的風速稱為起沙風速,沙的粒度粗細不同,起沙風的速度也就不同。沙粒細小,微風一吹就動;反之,沙粒粗重,高速的風才能推得動。經(jīng)過實地測量,沙漠的起沙風速一般是4米 / 秒~5米 / 秒(距離地表2米處高度),小于這個速度的風吹不動沙。
公認的沙粒起動方式主要有提升、拖拉和碰撞三種。提升是指當風速較大的風經(jīng)過沙粒地表時,沙粒的頂部氣壓會較底部小些,沙粒就會受到上舉的力量,開始起動;當風速大到一定程度,提升力大于沙粒的重力時,沙粒就會升起,并隨風移動。拖拉是比提升更有效的起動方式,暴露在風中的沙粒的迎風側(cè)氣壓比背風側(cè)大,沙粒受到向前推動的力,而且這種力在沙粒的上部比下部大,所以,沙粒容易向前滾動。對于沙粒來說,滾動要比提升更容易。碰撞是指當少量沙粒受提升又降落后,就會撞擊地表更多的沙粒,造成大量沙粒跳起,并隨風搬運。一顆沙粒一旦受提升又降落,就可以一次撞擊許多顆未動的沙粒跳起,這些受撞擊跳起的沙粒降落后又可引發(fā)更多沙粒跳起……從而形成連鎖反應,使跳躍式的沙粒群體隨風運動,形成挾帶沙粒的風—風沙流。跳躍運動是沙粒移動的主要方式,大約占沙丘沉積的75%,因此,沙丘爬行要記在“碰撞”的功勞簿上。
金黃色的沙粒堆積成“波浪起伏”的沙丘,沙丘形態(tài)多樣,有單個存在的,但更多的是復合在一起連片分布,許多單個小沙丘聚集在一起就形成了龐大的復合型沙丘。
沙丘形態(tài)是沙丘種類劃分的依據(jù):形似上弦月的沙丘叫新月形沙丘,是最常見的沙丘單體。當風經(jīng)過沙堆時,正面受阻,風不甘心,就從兩翼包抄,繞到沙丘前面,從而形成兩只翼角,像上弦月一樣,地理學家形象地將其稱為新月形沙丘。新月形沙丘迎風面緩緩凸起,背風面凹進,好像一個浮雕的新月。
除此之外,還有格狀沙丘、金字塔沙丘、羽毛狀沙丘等。格狀沙丘是在兩個幾乎相互垂直方向的風的作用下形成的,由縱橫交叉的沙丘所組成,平面形態(tài)呈網(wǎng)格狀。金字塔沙丘受多向風作用而形成,因其形態(tài)和古埃及金字塔相似而得名,又稱星狀沙丘。金字塔沙丘通常有一個尖的頂,從尖頂向不同方向延伸出3個或更多的狹窄沙脊,每個沙脊都有一個發(fā)育很好的坡面,坡度一般為25°~30°,丘體高大,最大的金字塔沙丘高達400多米。
沙丘風沙移動有三種形式:蠕移、躍移和懸移。風速超過起沙的臨界風速時,沙就活躍起來了,被風推著,滿地翻滾,就像無數(shù)的蟲子在蠕動。風速再大些時,沙粒就會跳躍起來,隨風向前,風速減小時,跳動減弱,最終由于重力跌落……沙漠風是永遠不知疲倦的堆塑家,它裹挾著沙粒奔跑,途中遇到起伏不平的地勢、叢生的植物或者別的障礙物時,會被迫卸下挾帶的沙粒,使其在障礙物周邊慢慢堆成沙餅,沙粒跳到沙餅上就再也跳不起來,沙餅上的沙粒越堆越多,慢慢形成沙丘。
沙丘爬行大都有方向性。一般在單一的西北風或東北風的作用下,沙丘均以前進式爬行為主,受多風向作用的沙丘以往復式擺動向前爬行。新月形沙丘的兩只翼角總是指向下風向,線狀沙丘的爬行方向與主風向幾乎平行,而橫向沙丘則與主風向垂直。幾乎所有的沙丘都是迎風坡較緩,背風坡較陡,但坡度最陡也不超過34°。
沙丘的爬行速度除了和風向、風速有關外,也與沙丘的高度有關。沙丘移動速度與高度成反比,即沙丘越高大,爬行速度就越慢。
沙丘風沙移動有三種形式:蠕移、躍移和懸移。風速超過起沙的臨界風速時,沙就活躍起來了,被風推著,滿地翻滾,就像無數(shù)的蟲子在蠕動。風速再大些時,沙粒就會跳躍起來,隨風向前,風速減小時,跳動減弱,最終由于重力跌落……沙漠風是永遠不知疲倦的堆塑家,它裹挾著沙粒奔跑,途中遇到起伏不平的地勢、叢生的植物或者別的障礙物時,會被迫卸下挾帶的沙粒,使其在障礙物周邊慢慢堆成沙餅,沙粒跳到沙餅上就再也跳不起來,沙餅上的沙粒越堆越多,慢慢形成沙丘。
沙丘爬行大都有方向性。一般在單一的西北風或東北風的作用下,沙丘均以前進式爬行為主,受多風向作用的沙丘以往復式擺動向前爬行。新月形沙丘的兩只翼角總是指向下風向,線狀沙丘的爬行方向與主風向幾乎平行,而橫向沙丘則與主風向垂直。幾乎所有的沙丘都是迎風坡較緩,背風坡較陡,但坡度最陡也不超過34°。
沙丘的爬行速度除了和風向、風速有關外,也與沙丘的高度有關。沙丘移動速度與高度成反比,即沙丘越高大,爬行速度就越慢。