在干旱地区,地表多是沙漠和戈壁,风大而频繁。风及其挟带的沙粒冲击和摩擦岩石,天长日久,就会形成风蚀地貌,如风蚀柱、风蚀蘑菇、雅丹等地貌。当风速减弱,或遇到地面灌丛、岩块、地形的阻挡,沙粒沉落,堆积形成沙丘。从中看出,沙丘是一种风积地貌,主要分布在干旱地区。
那是不是只有在干旱地区才有沙丘呢?并不是。要了解这个问题,先来分析沙丘形成的条件。沙丘的发育和形成受风力、地面形态、水分、植被及沙源供应等条件的影响。首先,风力决定着沙丘的移动速度,风向决定着沙丘移动方向。一般沙丘的迎风坡缓,背风坡陡。地面起伏:山岭是风沙流运行的障碍,起伏大,易在其迎风侧大量堆积沙子,形成巨大的沙丘。沙源供应量关系着沙丘发育的规模。如塔克拉玛干沙漠边缘的沙丘都较低矮,原因是地表细沙、中沙较少;而沙漠内部的沙丘都较高大,这与地表细沙、中沙较丰富有关。而水分、植被条件愈好,愈不利于沙丘的发育。也就是说,在风大、水分植被差,沙源充足而地面起伏的地方都可以形成沙丘,而不一定是干旱地区。在湿润地区的河谷、沙质湖岸和海岸也可以形成沙丘。
河北省昌黎海岸沙丘地处渤海西岸,由多列沙丘组成,沙丘带宽1-3千米,沿海岸线延伸约45千米,由滦河口向北逐渐变窄,沙丘高度一般在20-40米。几百年来,沙丘位置总体稳定,但主沙丘链有向陆地迁移的趋势。这一海岸沙丘的成因是风力沉积,沙丘东西两侧坡度为东缓西陡。在滨海沙滩地区营造防护林阻止了海岸沙丘西移。但这些沙丘并不是分布在干旱地区。
雅鲁藏布江大峡谷中的丹娘沙丘,位于高原半湿润季风区。它背倚葱茏青山,面临蓝绿色的雅鲁藏布江,连绵的沙丘构成了波涛起伏的沙海。丹娘沙丘的成因主要是风力堆积,每年冬春季节(10月--次年3月)该地区气候干旱,多大风,大风经过地区植被稀少,加上经过江面,受阻挡较少,形成漩涡上升气流,气流挟带沙洲和河漫滩上的沙粒,受江边山地地形阻挡,风速减缓,沙粒堆积于山坡,日积月累形成沙丘。在谷地中,受两侧山地阻挡,外部沙尘难以进入,沙源主要是附近的沙洲和河漫滩。沙丘是风力堆积作用形成的,当该区域植被覆盖良好时,风力弱,沙丘增长速度较慢,该区域夏季植被覆盖最好,所以丹娘沙丘增长速度最小的季节是夏季。
由此可见,沙丘作为一种风积地貌,主要分布在干旱地区,但不是干旱地区的专属。
沙丘的形状一般为垂直于风向的新月形沙丘或横向沙丘。沙丘的高度取决于风的强度和砂粒大小。风成沙丘砂体的延伸方向是与风向垂直的。风力搬运砂粒,不能搬运很粗的砂粒,同时粘土与粉砂在风力作用下长时间悬浮在空中,很少混杂在风成沙丘中,因此风成沙丘岩性很均匀,分选性好,自然伽马测井曲线一般为圆柱形,只有底部含泥较多,可能出现漏斗形显示。风成沙丘有高的孔隙度和渗透率,如果它们与生油岩在一起,则可能成为很好的储油层。
千态万状的沙丘
说起“沙丘”,喜欢科幻小说的朋友或许会想起弗兰克·赫伯特的那本经典之作,喜欢电影的朋友或许会脱口而出:“大卫·林奇!”但身为一个地理人,我们脑海中浮现的一定是一种光秃裸露的自然地貌。
但你是否知道,在我们印象中总是呈现低调的黄褐色、以平缓弧度隆起的沙丘,其实也有很多种不同的形态。接下来就让我们一起见识一下沙丘的千态万状吧!
新月形沙丘
分布在沙漠边缘地区的新月形沙丘,是我国沙漠地区分布最广泛的“经典”沙丘。
沙丘的平面形如新月,丘体两侧有顺风向延伸的两个翼,两翼开展的程度取决于当地主导风的强弱,主导风风速愈强,交角角度愈小。
格状沙丘
格状沙丘由相互垂直的风相互作用形成的,因风向较多使沙丘纵横交错,在腾格里沙漠较常见到此现象。
线状沙丘
线状沙丘又称抛物线状沙丘,线状沙丘的底部窄小,沿着直线向一个方向弯曲延伸。它的长度大于宽度许多倍。
它的平均长度为2—8公里,最长的可达到30一40公里,却只有30一50米,在这种模式中,线状沙丘一个继之一个,只有很短的间隔。
饼状沙丘
饼状沙丘其实是新月形沙丘形成过程中的一种中间状态。饼状沙丘通常可以在风的作用下缓慢行进,并且在风中演变成新月形沙丘。
金字塔型沙丘
金字塔型沙丘又称星状沙丘,是由三个或更多三角面构成,是多风向、且各个方向的风力都相差不大的风造就的。是一种干扰型风积地貌。
沙波纹
沙地和沙丘表面呈波状起伏的微地貌。排列方向与风向垂直。
沙堆
风沙流受障碍物阻挡,在背风面堆积,形成各种不规则的沙体,称为沙堆,是不稳定的堆积体。高度1~5m或10m。
小山、沙堆或沙埂由风的作用形成的其他松散物质叫沙丘。沙丘的存在是风吹移未固结的物质所致,是沙漠地区地表的基本形态之一。
干旱气候条件下,风沙流在前进过程中遇到障碍物,谭老师地理工作室综合整理在背风坡发生沉积,便堆积成不规则的“沙山”即为沙丘。
沙丘的形成和发育受沙源、地形、水、植被等条件的影响,形态各不相同。
横向新月形沙丘
沙源丰富的情况下形成新月形沙垄和纵向沙垄。
两种风向呈锐角斜交,新月形沙丘一翼延伸,另一翼退缩,演化为新月形沙垄。
大致顺着主要风向延伸的长垄状沙丘。高度一般为10-30m,也有更低或更高的,长数百米至数十公里。谭老师地理工作室综合整理
金字塔沙丘
多风向作用的沙丘 以金字塔沙丘为典型,它由有一个尖顶和三个或更多的沙坡面和沙坡面之间的沙脊组成。沙丘高大如金字塔形,高50—l00m,甚至更高。一般单独分布,也有成行排列。
风影沙丘
在沙漠环境中,碎屑物质在风力的搬运下,砂粒以跳跃及滚动的方式,爬上稍为倾斜的迎风坡面,在陡峭的滑动面坡沉积下来,形成风成沙丘。沙丘的形状一般为垂直于风向的新月形沙丘或横向沙丘。沙丘的高度取决于风的强度和砂粒大小。风成沙丘砂体的延伸方向是与风向垂直的。谭老师地理工作室综合整理
我们通常认为沙丘只有新月型沙丘,其实不然,沙丘的类型很多。有蜂窝状,新月型,抛物线状,横向沙垄(丘),不同的沙丘它们的迎风坡与背风坡也不同。
不同的风力方向、含沙量和地形差异
会形成不同的沙丘形态。
蜂窝状沙丘
多种方向风而风力又比较均势的情形下而形成,
地表形态体现为中间低、
四周以无一定方向的沙梗
所形成的的圆形或椭圆形的沙窝形态。
新月形沙丘
单一方向的风或两种相反方向的风的作用下形成的,
沙丘两翼顺着风向延伸,
大部分出现在沙漠的边缘地带。
抛物线形沙丘
当新月形沙丘的地面上遇植物灌丛阻碍时
可以形成抛物线沙丘,
平面形状与新月形正好相反。
横向沙垄
一种巨型的复合新月形沙丘链
与风向垂直分布。
沙丘的类型可以根据含沙气流结构、风力方向和含沙量的不同进行分类,也可以按照风力作用的方向和沙丘形态分布之间的关系进行分类。
①新月形沙丘,又称横向沙丘。平面如新月,走向与风向垂直或大于60°。沙丘两侧有顺风向前延伸的两个尖角,高度一般在数米至十余米 。迎风坡为凸坡,较平缓,坡度约5°~ 20°;背风坡为凹坡,较陡,坡度约28°~34°。其形成过程可分为:饼状沙堆阶段、盾状沙丘阶段、雏形新月形沙丘阶段和新月形沙丘形成阶段。风沙流流经沙堆产生不同的风速变化、气压不同的分布特点,沙堆顶风速大,气压小,背风坡风速小、气压大,沙堆背风坡形成涡流,将沙子堆于沙堆背风坡的两侧,并形成背风坡两尖角之间的马蹄形小凹地,凹地继续扩大,雏形新月形沙丘形成。不断的加积,沙丘增大,背风坡的沙粒因重力下滑,涡流再吹向两侧,发育两翼,典型的新月形沙丘便形成。新月形沙丘相互连接形成新月形沙丘链、复合新月形沙丘和复合沙丘链等形态。当横向沙丘的地面上遇植物灌丛阻碍时可以形成抛物线沙丘,平面形状与新月形正好相反。继续发育形成平行低矮的双生沙垄。
②纵向沙垄。沙丘形态的走向与起沙风合成风的方向基本一致(一般小于30°)。长条状展布,最长达数十千米,高约数十米,宽数百米。沙源丰富时形成复合型纵向沙垄。谭老师地理工作室综合整理
③长时期的多风向风沙流的作用下,在山前或地形较复杂的地区可形成金字塔沙丘,蜂窝状沙丘等。
【真题回顾】
【例题】阅读图文材料,完成下列各题。
下图所示区域海拔在4 500米以上,冬春季盛行西风,年平均大风(≥8级)日数157天,且多集中在10月至次年4月。青藏铁路在桑曲和巴索曲之间的路段风沙灾害较为严重,且主要为就地起沙。风沙流主要集中在近地面20~30厘米高度范围内。
(1)分析错那湖东北部沿岸地区冬春季风沙活动的沙源。
(2)说明上述沙源冬春季易起沙的原因。
【解析】第(1)题,分析沙源主要从河流带来泥沙、河湖底部裸露两个角度分析,注意从图中分析河流数量、河流输沙量和沉积量、河流流量及季节变化对湖泊水位的影响。
第(2)题,冬春季起沙的原因是风力作用的结果,所以解答的实质是分析该湖泊冬春季节多大风的原因。可以从地形、下垫面的摩擦力大小、植被等角度进行分析。
【答案】(1)①多条河流在此注入错那湖,泥沙沉积,河口三角洲面积较大;
②冬春季河流水位低,河滩泥沙裸露;
③错那湖水位低,因河口外湖区水较浅,出露的湖滩泥沙面积较大。
(2)①冬春季气候干燥(降水少),地表缺乏植被(草)的保护;
②大风多,湖面较宽阔,西风经湖面无阻挡;
③沙源东部为河谷,风力强劲。
【必备知识】
1.风沙活动成因
(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。
【对点演练】
一、鸟取沙丘
1.鸟取沙丘位于日本鸟取县东部沿海(如下图所示),东西长约16公里,南北宽约2公里。沙丘中有巨大的凹地,有时充盈淡水,一簇簇不知名的植物顽强生长着,形成片片“迷你绿洲”。随着日本政府的重视,人们开始保护“沙丘”,需要每年整治除去“迷你绿洲”。据此完成下列小题。
(1)与鸟取沙丘的形成密切相关的是( )
A.风化作用 B.风力侵蚀
C.海水沉积 D.流水沉积
(2)“迷你绿洲”的出现可以( )
A.降低风速进而减轻风沙流对地表的侵蚀
B.拦截风沙流中的悬浮颗粒物并出现沙暴
C.促进风沙流携沙能力的增强而增大侵蚀
D.增加风沙流中颗粒物的含量而减少堆积
(3)被整治除去的“迷你绿洲”,其再次出现的时间最可能开始于( )
A.3月 B.6月 C.9月 D.12月
二、比拉大沙丘
2.读下图和材料,完成下列各题。
下图为世界某区域示意图,甲为法国西南部波尔多市(44°50'N)的大西洋海岸最大的沙丘——琵拉大沙丘,沙丘东边是郁郁葱葱的森林,沙丘以每年5米的速度持续向内陆推进,吞没了部分房屋、道路乃至森林,给附近居民的生产生活造成诸多不便。乙图为非洲西海岸塞内加尔河入海口处的沙洲,近年来该沙洲不断向南伸展。
(1)据图描述甲图沙丘的形成过程,并比较沙丘东西两侧坡度的差异及原因。
(2)沙洲是海陆相互作用的产物,试推断乙图中沙洲不断向南延伸的主要原因。1.(1)C 【解析】鸟取沙丘属于海岸沙丘,其形成主要是受海水沉积和风力搬运沉积共同作用的结果。选C,其余选项可排除。
(2)A 【解析】“迷你绿洲”为地表植被,其拦截了风沙流中的沙尘,进而减少风沙流对地表的侵蚀,A对;植被出现产生的阻挡作用,降低了风沙流的携沙能力,增加风沙堆积,不易形成沙暴,BCD错。故选A。
(3)D 【解析】由题可知,鸟取沙丘中的植被最可能为草地。鸟取沙丘位于日本西海岸,受冬季风影响大,冬季降雪量大,且纬度较低,随着水分条件改善,被整治除去的“迷你绿洲”可能于冬季开始恢复。故选D。
2.(1)海水落潮时,露出大面积沙滩;盛行西风会将沙吹向岸边,使沙丘增生,遇到森林阻挡,堆积而成。沙丘的西侧为西风的迎风坡,坡度缓;东侧受森林的阻挡,为背风坡,坡度陡。
(2)河流自北向南注入海洋,受海水的顶托作用,流速变慢,泥沙沉积;
受自北向南的加那利寒流影响,沙洲不断向南延伸。
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