Рельеф нашей планеты потрясающе многообразен. В этой статье речь пойдет о дюнах. Как и где они образуются? И что собой представляют эти живописные природные образования?

Эоловый рельеф. Дюны - это…

География изучает не только страны и города. В сферу интересов этой науки входит еще и рельеф - совокупность всех неровностей на поверхности планеты Земля. Геоморфология (специальный раздел географии) изучает его основные формы, генезис, а также распространение.

Рельеф бывает разным. В процесс его образования вовлечены практически все силы и явления, наблюдаемые в нашем мире. Так, одни форма рельефа возникают под воздействием внутренней энергии Земли, другие формируются постоянными или временными водотоками. А вот дюны - это не что иное, как классический продукт работы ветра.

Дюна - одна из форм так называемого эолового рельефа. Данный термин происходит от имени древнегреческого персонажа, полубога Эола. Согласно мифам, он является главным повелителем ветров.

Эоловые процессы сопровождаются переносом мелких песчаных, глинистых или пылеватых частиц на определенные расстояния, их накоплением и распределением по земной поверхности. Самые подходящие условия для этих процессов - в зоне пустынь и полупустынь, где материал отложений не закреплен корневыми системами растений.

Основные формы эолового рельефа - барханы и дюны. Это песчаные природные образования, которые отличаются друг от друга формой, размером, а также местом своего формирования. Барханы образовываются исключительно в пустынях, имеют серповидную форму и достигают в высоту 60-70 метров. В свою очередь дюны - это более мелкая форма рельефа, широко встречающаяся по берегам озер, морей и крупных рек. Более подробно речь о них пойдет далее.

Дюны - это что такое? Формирование и основные типы дюн

Если на берегу моря или какого-либо крупного водоема есть кустарники, валуны, остатки стен, то это отличная предпосылка к формированию описываемой формы рельефа. Что такое дюны? Это, если говорить простыми словами, созданные ветром песчаные холмы. Крохотные песчинки со временем накапливаются возле какого-нибудь препятствия. Так и формируются дюны, форма которых в плане зависит от розы ветров конкретной местности.

Высоты дюн, как правило, колеблются в пределах от 20 до 40 метров. В отдельных частях планеты встречаются настоящие песчаные гиганты до 100-150 метров (например, на берегах Наветренный склон у них обычно пологий (около 10-15 градусов), а подветренный - круче примерно в два раза. Одиночные дюны встречаются довольно редко. Чаще всего они образовывают вытянутые цепи холмов из песка.

В зависимости от формы дюны делят на три типа:

  • подковообразные (формируются тогда, когда ветер круглый год дует примерно в одном направлении);
  • поперечные (образовываются в местах с большим количеством песка);
  • звездные (самые живописные дюны, формируемые в местах, где ветер часто меняет свое направление).

Движение дюн

Эти удивительные природные образования еще и перемещаются! Происходит это, опять-таки, под воздействием ветра. Он перекатывает песчинки с одного склона на другой, заставляя дюны менять свое положение в пространстве. Скорость движения у них невелика - около 20-30 метров за год.

Важно отметить, что движение дюн - это настоящая проблема. Ведь блуждающие песчаные холмы уничтожают посевы на полях, засыпают дороги, пастбища и даже целые селения. Люди пытаются бороться с этим явлением с помощью закрепления песков. Для этого на наветренных склонах дюн и барханов высаживаются травы, деревья и кустарники. Своими корневыми системами растения удерживают песчинки от дальнейших «путешествий».

Самые известные дюны планеты

Франция, Намибия, Россия, Уэльс и Австралия - что объединяет все эти страны? Правильно - дюны! В каждой из них имеется свое «диво из песка». Расскажем о них по-порядку.

Дюна Пила (Франция) является самой высокой в Европе. Она расположена на берегу Аркашонского залива Атлантики и имеет высоту 130 метров. Это место очень популярно среди туристов. Интересно, что с каждым годом Пила на несколько метров продвигается вглубь векового соснового леса.

«Большой папочка» (Намибия) - самая высокая дюна (304 метра). Покорение этой оранжево-красной песчаной горы - обязательный пункт программы любого туриста, приехавшего сюда.

Высота Эфа (Россия) - интереснейший природный объект, расположенный на в Калининградской области. Максимальная высота этой дюны - 64 метра. На ее вершину ведет специальная туристическая тропа.

Дюна Инислас (Уэльс) - одно из живописнейших мест в этой части Британии. Причем Инислас вовсе не выглядит безжизненным, он практически полностью покрыт красивейшими травами и полевыми цветами. К тому же дюна необычайно подвижна и постоянно меняет свою форму.

Гора Темпест (Австралия) считается второй по высоте дюной в мире (285 метров). Расположена она на северо-востоке страны, неподалеку от города Брисбена. Дюна привлекает внимание не только путешественников, но и профессиональных фотографов, ведь с ее вершины открывается чудесный вид на австралийское побережье.

Заключение

Итак, дюны - это форма рельефа эолового происхождения. То есть ее главным «строителем» и «скульптором» выступает ветер. Дюны формируются на берегах крупных водоемов, отличаются небольшими размерами и подвижностью.

Дюны и барханы это песчаные холмы образовавшиеся на морских побережьях и в пустынях, имеющие как правило пологие наветренные склоны и крутые подветренные.

Дюны могут образоваться на морских побережьях или во внутриконтинентальных пустынях. Как правило имеют форму асимметричных холмов напоминающих наконечник копья если смотреть на них сверху (копьевидные дюны). Барханы это песчаные холмы которые могут иметь ширину до 100 метров и высоту до пяти метров. Барханы встречаются расположенные группами или в виде одиночных холмов,которые могут иметь в плане форму лунного серпа с рогами по направлению ветра ориентированными. Дюны и барханы имеют как правило пологие наветренные склоны и крутые подветренные.

Фото-1. Барханы

Пологий склон бархана с наветренной стороны в зависимости от крупности песка может иметь крутизну 1:5. С подветренной стороны крутизна склона соответствует углу естественного откоса песка 1:1 или 1: 1,5 . Такая форма рельефа очень неустойчива и легко подается действию ветра. Барханы одиночного типа образуются на окраинах сыпучих песков, на оголенных гладких и плоских а также солончаковых поверхностях при относительно небольшом количестве поступающего песка.

В тех районах где в течении года господствующие ветры меняют свое основное направление дважды в массивах подвижных песков образуются барханные цепи. Барханные цепи располагаются перпендикулярно направлению ветров и могут иметь ширину поверху до двенадцати метров а в длину до двух километров. Крупные барханные цепи могут иметь высоту до пятнадцати метров.

В зависимости от высоты барханных цепей расстояние между их гребнями может составлять от 15 метров до 150 метров.Крупные барханные гряды могут иметь длину до нескольких километров и высоту до 100 метров при этом могут располагаться через 1.5-3,5 километра. Различают следующие формы рельефа песчаных пустынь, которые образуются под действием силы ветра:

1.Барханы, барханные цепи, бугристые пески, песчаные гряды. Образование каждой из таких форм рельефа зависит от силы и направления ветра а также от условия перемещения песков. В результате действия силы ветра пески перемещаются образуя песчаные холмы,при этом скорость перемещения уменьшается по мере увеличения высоты.

Барханы -грядовые пески

Особенности рельефа песчаных пустынь и климата усложняют значительно условия строительства и эксплуатации различных сооружений. Песчаные пустыни имеют неустойчивый рельеф,чем выше скорость ветра тем крупнее частицы песка которые он способен перемещать. Грядовые пески образуются главным образом при сезонно меняющихся ветрах действующих преимущественно под углом друг к другу.

Грядовые пески могут достигать в длину до трех километров и могут образоваться на расстоянии в 200 метров примерно друг от друга. Песчаные гряды в большинстве своем являются конечной формой развития песчаного рельефа когда барханные формирования достигают максимальной высоты. В таких случаях при перемене направления ветра за определенный короткий промежуток времени успевает перестроиться только верхняя часть гряды.При перпендикулярном направлении ветров образуются ячеистые барханные пески с перемычками между барханными цепями.

Барханы-бугристые пески

Бугристые пески это невысокие песчаные холмы которые закреплены растительностью и имеют неправильные очертания. Высота таких холмов не превышает 8 метров а крутизна склонов одинакова во всех направлениях. Для составления формы рельефа в песчаной пустыни используют авиационную разведку и аэрофотосъемку.

Подвижность таких песков зависит от силы и скорости ветра,от гранулометрического состава песка его влажностью и засоленностью а также от степени закрепления песков поверхностной растительности. Совсем заросшие пески у которых растительностью покрыто до 45% поверхности,имеют стабильные формы рельефа. Однако если во время строительства разрушается растительность пески снова приобретают подвижность. При строительстве объектов различного назначения стараются проводить работы с максимальным сохранением растительности.

Дюны и барханы- основные отличия

Дюна это песчаный холм который образовался под воздействием ветра. Наветренный склон дюн как правило пологий (может достигнуть до 15°) а подветренная сторона является более крутой (может достичь до 35°). В длину дюны могут достигать несколько километров а высоту -100-150 м. Если образовавшаяся дюна является одиночной у нее как правило гребень имеет серповидную форму а края называются рогами. В целом песчаные дюны перпендикулярны направлению господствующих в данном регионе ветров.

Фото-2. Дюна

В песчаных пустынях одиночно расположенные дюны сливаются и могут формировать огромные цепи расположенные перпендикулярно направлению господствующих ветров. При этом они образовывают наклон каждой цепи примерно таким же как и у одиночной дюны.

Дюны существенно отличаются от барханов тем, что у них менее мощные края прорастают разной растительностью. Но не смотря на это, оставшаяся не заросшей более мощная часть дюны продолжает движение и имеет вогнутость по направлению ветра.

Дюны наиболее сильно распространены на песчаных берегах морей, рек и озер а также в различных степных и лесных зонах планеты. Дюны отличаются способностью к движению за счет силы ветров которые переносят песок через гребень. движение дюны происходит при постоянно действующих сильных ветров со скоростью до 20 метров в год.

Расположенные в приморских районах дюны являются как правило проблемой так как они двигаются вглубь суши и засыпают дороги, пастбища и поля а также небольшие населенные пункты. В целях борьбы с таким явлением широко используют метод закрепления песков.

На территории России самые высокие дюны располагаются в Дагестан в местечко Сарыкум недалеко от Махачкалы. Дюны вторые по высоте располагаются в Калиниградской области на Курской косе. Там располагается самая высокая подвижная дюна Эфа (названная в честь немца Вильгельма Эфа) достигающая 64 метра

Наиболее распространенными эоловыми формами являются дюны и барханы.

Дюны имеют овальную в плане форму, округлую вершину, высоту до нескольких десятков метров, иногда до ста метров и более. Иногда ветер выносит песок с наветренной части дюны, образуя здесь котловину выдувания. В итоге дюна приобретает параболическую форму в плане, причем «рога» параболы направлены в сторону, откуда дует ветер.

Барханы возникают на открытых равнинных территориях при постоянном направлении ветра. В плане барханы имеют форму полумесяца, «рога» которого вытянуты по ветру. Высота барханов иногда достигает 30 м. Дюны или барханы часто группируются в гряды. Поверхность песчаных насыпей покрыта более мелкими эоловыми формами – знаками ряби, подобными крошечным дюнам. Скорость движения ветровых насыпей обычно составляет 1 – 2 метра в год, в некоторых случаях до нескольких десятков метров в год.

24. Какие типы пустынь выделяют

Каменистые пустыни (гаммады)образуются при преобладании процесса дефляции и широко распространены в Сахаре.

Песчаные и лёссовые (адыры) пустыни развиты на окраинах песчаных пустынь, где граничат с горами или переходят в степи. Поверхность их расчленена многочисленными рытвинами и оврагами, возникающих под действием поверхностных вод.

Глинистые пустыни (такыры)– ровные поверхности, сложенные глинистыми осадками. Они возникают на месте речных разливов и конусов выноса горных потоков.

Солончаковые пустыни (моры) образуются на месте высохших соленых озер или в местах неглубокого залегания грунтовых вод, при испарении которой у поверхности формируется корочка соли (сульфат натрия) толщиной 1 – 2мм.

25. Перечислите эндогенные и экзогенные процессы и их главные признаки.

Эндогенные – это внутренние процессы; экзогенные – внешние, поверхностные для них источник энергии – это энергия солнца и сила тяжести (гравитационное поле Земли).

К эндогенным процессам относятся:

    Магматизм – процесс, с которым связано рождение, движение и превращение магмы в магматическую горную породу

    Тектоника – любые механические движения земной коры – поднятия, опускания, горизонтальные перемещения и т.д.

    Метаморфизм – процессы приводящие к изменению состава, строения горных пород внутри Земли при изменении физико-химических параметров

К экзогенным процессам относятся процессы, которые протекают на поверхности или вблизи поверхности, которые изменяют облик Земли и связаны с деятельностью атмосферы, гидросферы и биосферы:

    Выветривание

    Геологическая деятельность ветра

    Геологическая деятельность текучих вод

    Геологическая деятельность подземных вод

    Геологическая деятельность снега, льда, вечной мерзлоты

    Геологическая деятельность морей, озер, болот

    Геологическая деятельность человека

Для всех экзогенных процессов в их деятельности проявляется три особенности:

1. В определенных условиях они ведут разрушительную работу и удаляют продукты разрушения. Процесс разрушения и удаление продуктов разрушения получил название – денудация. Этот процесс очень важный, т.к. он все время обнажает на поверхности все более глубокие части земной коры.

2. Характерная особенность в деятельности экзогенных процессов проявляется в том, что в других условиях они ведут созидательную деятельность – аккумуляцию, которая приводит к накоплению продуктов разрушения и образованию геологических тел.

3. Осуществляется перенос продуктов разрушения.

Ветер в пустынях не случайный гость, а, можно сказать, хозяин. С восходом солнца почти всегда появляется ветер: сначала это слабый ветерок, но потом он постепенно усиливается, достигает наибольшей силы около полудня и затихает только ночью. Нередко случаются бури, свирепствующие иногда по двое-трое суток.

Всюду, где ветер встречает рыхлую почву, он подхватывает песчинки и несет их с собой до ближайшего препятствия.

Перед препятствием накапливается песчаный плоский холмик, у которого очень скоро изменяются склоны: наветренный, с которого ветер уносит песок дальше, становится более пологим, а подветренный, на котором песок накапливается, делается круче, и по нему приносимый ветром песок сам скатывается вниз. По обоим боковым склонам холмика ветер переносит песчинки дальше; постепенно холмик получает форму, похожую на копыто лошади. Такие холмы получили тюркское название бархан, и оно вошло во всеобщее употребление.

Сыпучие пески, состоящие из таких холмов и занимающие иногда громадные площади, называют барханными песками. Большие барханы могут передвигаться на 2-3 м в год.

При сильном ветре небольшой бархан передвигается на 1-2 м, а иногда и 10 м за сутки. Площадь, сплошь покрытая барханами, походит на поверхность застывшего бурного моря. Наветренные склоны каждой гряды покрыты рябью - мелкими волнистыми гребешками. При сильном ветре рябь исчезает, так как вся поверхность наветренных склонов приходит в движение: песок несется струями вверх по склонам барханов и льется каскадами с подветренной стороны. Со всех гребней барханов более мелкие частицы поднимаются вверх в виде пыли, затемняя воздух.

Высота барханов различная, обычно от 15 до 20 м, но в некоторых местностях и до 100-200 м,- это целые горы песка. Таковы пески пустыни Такла-Макан и Алашань в Центральной Азии, некоторые части пустынь Сахары и Аравии. Очень высокие барханы образуются в пустынях Каракумы в Туркмении и Кызылкум в Казахстане и Узбекистане. Барханные пески не лишены растительности. Ветры заносят семена растений в песчаную пустыню, семена прорастают и укрепляются, особенно в котловинах между барханами.

Там растут некоторые злаки, кустарники, среди которых интересны разные виды саксаула, образующего иногда целые леса. Кусты саксаула достигают 3-4 м высоты, имеют кривые, часто ветвящиеся стволы с очень неровной корой. Саксаул, с его тонкими длинными зелеными веточками и редкими крошечными листочками, дает только прозрачную тень. Такая форма листиков уменьшает испарение воды растением. Древесина саксаула твердая, ее очень трудно рубить топором.

Пустыня была родиной скотоводства. Произрастающие там растения дают пищу скоту. И теперь пустыни используются как пастбища. Ветер помогает образованию пыли и песка из гальки и других материалов на берегу моря и озер. Подсохнувшие песчинки подхватываются ветром, часто дующим со стороны моря или озера, и переносятся до первого препятствия- чаще всего какого-нибудь кустика на пляже или большого камня, где образуется холмик.

На берегу песчаный холмик не остается в одиночестве. Волны постоянно выбрасывают
на пляж свежий песок, а ветер передвигает его дальше. Препятствий на пути движения песка много, и скоро начинается слияние отдельных холмиков с соседними справа и слепа. Образуется дюна - песчаная гряда, параллельная берегу. Мало-помалу дюна растет, улавливая песок, приносимый ветром.

Ближайшая к берегу моря передовая дюна двигается, так как ветер постоянно переносит песок с наветренного склона на подветренный: она постепенно перемещается от берега в глубь суши. А когда подветренный склон дюны отодвинется достаточно далеко от берега, на месте этой дюны начнет возникать и медленно расти новая.

Так постепенно вдоль берега образуется несколько параллельных рядов дюн.

На берегах Балтийского моря дюны достигают высоты 20-30 м, на берегу Атлантического океана во Франции - до 50-100 м, а на берегах Средиземного моря - даже до-150-200 м. Быстрота передвижения отдельных маленьких дюн может достигать в бурную погоду 2-3 м в сутки, большие же дюны передвигаются на расстояние от 1 до 20 м в год.

При своем движении дюны засыпают леса, пашни, селения. Наступающие дюны местами запруживают речки, впадающие в море, заставляют их разливаться, заболачивать местность.

Передвижение дюн люди стараются остановить. Пляж, с которого ветер уносит песок на дюны, закрепляют посевом трав и посадкой кустов; дюны же закрепляют сначала посевом: трав, а затем посадкой деревьев, особенно сосен, хорошо растущих на песчаной почве. Постепенно человек превращает дюны в сплошные леса и сады и совершенно останавливает их перемещение.

В нашей стране морские и речные дюны находятся на берегах Балтийского, Черного, Каспийского и Аральского морей и по нижнему течению рек Волги, Дона, Днепра, Аму-Дарьи и Сыр-Дарьи. Успешная борьба с дюнами ведется на Балтийском море и по Днепру.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Когда речь идет о ветровых волнах на воде, можно задаться вопросом, как вообще горизонтальное течение воздуха может вызвать «зародыши» волн? Ответ будет такой: даже самое спокойное на первый взгляд течение воздуха является неоднородным, турбулентным, в нем образуются вихри различных масштабов. Причем эти масштабы тем крупнее, чем больше скорость течения воздуха. Скорость ветра над поверхностью воды, даже если поверхность абсолютно гладкая, не одна и та же на разных высотах: у поверхности воздух тормозится в результате трения о воду, по мере удаления от поверхности трение ослабевает и скорость ветра растет.

Самые маленькие вихри в воздушном потоке образуются возле поверхности, а чем дальше от нее, тем вихри крупнее. Но что такое эти вихри? По существу это пульсации давления воздуха.

Пульсации давления в турбулентном потоке воздуха могут морщить воду. Но они не могут морщить поверхность песка, вдавливать или вспучивать ее, поскольку силы сцепления лежащих песчинок велики. Действительно, пока скорость ветра очень мала, он не может преодолеть силу трения покоя между песчинками.

Но вот скорость ветра возросла. Что произойдет? Песчинки тронутся в путь. Песок состоит из частиц самых разных размеров, обычно от миллиметра и меньше. Первыми, естественно, начнут двигаться самые мелкие частицы: сначала короткими перебежками, перекатываниями по поверхности, небольшими подлетами вверх. Эти движения вызваны пока еще лобовым давлением ветра на наветренную поверхность песчинок. Увеличим еще немного скорость ветра. Теперь мелкие частицы уже начинают взлетать в воздух, а крупные все еще переползают по поверхности.

Рис. 1. Траектории поднятых ветром частиц песка.

Присмотримся внимательнее к тому, что творится с мелкими частицами (рис. 1). Когда они находятся в воздухе, они движутся под действием двух сил - горизонтально направленной силы от ветра и вертикально направленной силы тяжести, наподобие маленьких горизонтально запущенных с горки снарядов. Ясно, что, пролетев некоторое расстояние, они снова упадут на поверхность песка. Самое важное состоит в том, что в воздухе они испытывают турбулентные пульсации силы ветра. Поэтому одни частицы полетят быстрее, другие - медленнее. И еще вот что важно: воздушные вихри следуют друг за другом довольно регулярно. И благодаря этому в потоке песчинок, несомых ветром, тоже устанавливается некая регулярность - закономерное чередование областей с высокой и низкой концентрацией частиц в воздухе. Естественно, что такая периодичность сохранится и в распределении концентрации песчинок в месте их падения.

Но на этом дело не кончается. Упавшая частица сохраняет запас набранной от ветра кинетической энергии и передает ее тем частицам, с которыми она столкнулась, упав на поверхность. Она подбрасывает в воздух другую частицу, та, упав, бьет в свою очередь третью и так далее.

Вот как выглядит эстафета передачи энергии при образовании песчаных волн!

Постепенно накапливаясь в местах наибольшей концентрации упавших частиц, песчинки создают низенькие барьерчики. Около них начинают сосредоточиваться переползающие по поверхности крупные песчинки. Регулярность вихрей в воздушном потоке у поверхности песка начинает обрастать «плотью» - превращается в периодичность песчаных валиков.

Как только образовались «зародыши» волнообразного рельефа, начинается рост их в высоту. Это происходит благодаря тому, что выбитые с поверхности «вторичные», «третичные» и т. д. мелкие песчинки планируют в воздухе в среднем на такие расстояния, которые примерно совпадают с длиной возникающих волн песчаной ряби. Но вот рябь выросла до заметных размеров. Теперь уже она сама начинает вносить турбулентность в поток проносящегося над ней воздуха. На подветренной стороне гребней ряби, в зоне тени, образуется присоединенный вихрь - круговое движение воздуха, которое у поверхности песка направлено против течения воздуха. Оно подгоняет песок из ложбины к гребню, делая его более четко оформленным, а главное подпертым, устойчивым. Так горб песчаной волны приобретает характерную несимметричную форму зуба пилы (рис. 2).

Рис. 2. Характерная форма гребней песчаной ряби

В пользу такого механизма образования песчаной ряби говорит один интересный эксперимент. С помощью сита или каким-либо другим способом расклассифицируем частицы песка на отдельные фракции (чтобы каждая фракция состояла из песчинок примерно одинакового размера). Внесем какую-либо фракцию в аэродинамическую трубу и создадим в ней поток воздуха с такой скоростью, при которой возникает рябь на «естественном» песке. Эта скорость обычно составляет 4-5 м/с. Что будет происходить? Песчинки придут в движение: будут отрываться от поверхности, падать, выбивать со своих мест другие - словом, все будет так, как на натуре. Только вот песчаной ряби не будет! Окрасим теперь частицы каждой фракции в разные цвета в таком, к примеру, порядке: самые крупные - синим, помельче - зеленым, самые мелкие - красным. Тщательно смешаем снова все фракции, высыпем слоем на дно аэродинамической трубы и включим воздуходувку - скорость воздушного потока должна быть такой же, как и в первой части эксперимента. Сквозь прозрачные стенки трубы мы увидим, как только что «гладкая» поверхность песчаного слоя станет покрываться рябью. А если теперь выключить воздуходувку, то механизм образования ряби предстанет перед нами во всей своей красочной наглядности: гребни волн ряби стали синими; откосы с подветренной стороны - красными; наветренный склон гребня снизу вверх постепенно желтеет, становится зеленым и, наконец, переходит опять в синий. О чем это говорит? О том, что гребни образованы крупными частицами песка, а ложбины выложены мелкими.

Вот почему не получилась рябь на песчинках примерно одинакового размера. Для ее возникновения нужны как минимум две фракции песчинок: мелкие делают «канву» рисунка, на которую крупные наносят стойкий «узор». После этого роль мелких частиц в значительной мере исчерпана, и ветер постепенно сдувает их с гребней в ложбины, а потом на подошвы наветренных склонов песчаных волн.

Такую гипотезу возникновения ряби на песке, выдвинул советский ученый М. А. Великанов в 1955 году, и сегодня ее приняло большинство исследователей.

Волны песчаной ряби можно характеризовать теми же геометрическими величинами, что и волны на воде,- длиной волны, высотой и крутизной. Разумеется, песок не вода, и на разных территориях имеет разное распределение песчинок по размерам. От этого распределения, конечно, зависит и то, как изменяются длина и высота волн при разных скоростях ветра. На одних песках длина волны с ростом скорости ветра увеличивается быстрее, на других медленнее. Она имеет для ряби порядок величины примерно 15 см и даже более при скоростях от 4 до 9 м/с, высота волн может достигать 8 см (по данным для песков туркменских пустынь).

Можно ввести и аналог фазовой скорости перемещения волн на воде (о групповой скорости и говорить не приходится - в песчаных волнах нет переноса энергии), понимая ее здесь как скорость перемещения формы ряби под действием ветра. (Разумеется, эта аналогия очень условна, так как здесь с фазой в отличие от волны на воде переносится и вещество - сам песок.) Эта скорость довольно мала, но растет со скоростью ветра. Например, туркменские пески движутся со скоростью около 20 см/ч, если скорость ветра 5 м/с; но если скорость ветра достигает 12 м/с, то скорость песка увеличивается втрое!

При любых ли скоростях ветра сохраняется рябь? Нет, сильный ветер рябь уничтожает. Он взметает в воздух все частицы песка на поверхности: и мелкие, и крупные. Мелкие валики песчаной ряби раздуваются, верхний слой песка как бы вспухает и теряет правильные очертания. Такое происходит во время песчаных бурь, когда скорость ветра превышает примерно 16 м/с.

Если скорость ветра меньше 16 м/с, но все же существенно превышает скорость, при которой возникает песчаная рябь, то появляются настоящие песчаные волны - крупные формы рельефа. Раньше думали, что для образования таких волн нужны пологие неровности почвы, замаскированные песком, а потом выяснилось, что они могут возникать и на совершенно ровном месте, лишь бы слой песка имел достаточную толщину, чтобы дать вдоволь материала для их образования.

Песчаные волны образуются примерно по той же схеме, что и рябь. Но теперь мелкие частицы, оторвавшись от поверхности, попадают в высокие слои воздушного течения, где турбулентные пульсации скорости потока гораздо крупнее. С поверхности отрываются и более крупные частицы. Упав на песок из потока, они образуют на нем полосы шириной в 1-2 м, сложенные главным образом из крупных частиц. Никакой ряби на них практически нет, поскольку ветер имеет скорость 13-16 м/с. Такие ветры в пустынях дуют примерно 1% всего времени, так что полосы развиться в крупные волны, конечно, не могут. Периодичность полос соответствует периодичности крупномасштабных пульсаций скорости ветра и может достигать даже 100-200 м. Песчаные полосы - это зачатки крупных волн, наподобие того как мелкие валики были зачатками волн песчаной ряби.

Полосы становятся своеобразными рубежами для частиц, переносимых более медленными ветрами, имеющими скорость примерно от 8 до 12 м/с и дующими примерно 10-12% полного времени. Высота полос составляет 20-25 см, то есть наветренный их склон при ширине полосы, скажем, 2 м образует с горизонтальной поверхностью значительный угол. Неизбежно с подветренной стороны полосы появляется присоединенный вихрь; для его появления, как мы говорили, достаточно, чтобы угол превышал всего лишь 6°.

Полоса начинает расти вверх сразу с двух сторон: с подветренной стороны песок к гребню сгоняет вихрь, с наветренной - медленно ползущие по склону вверх волны ряби, которые доходят до гребня и ссыпаются по крутому откосу в ложбину (рис. 3). Сам гребень образует уже достаточную тень, из ее зоны песок не выносится, а с помощью присоединенного вихря идет на укрепление гребня. Вместе с тем рост крутизны гребня замедляет подъем волн ряби, и они возле гребня, совсем как волны на мелководье, сближаются.

Рис. 3. Динамика развития гребня песчаной волны

Рост песчаных волн в высоту идет, когда дует ветер со скоростью 4-8 м/с, а на такой ветер падает 85-90% всего времени. Если ветер слаб, то песок не может взобраться на наветренный склон и остается у его подножия. В целом пологий склон гребня может иметь сложную форму и сложное распределение частиц песка по крупности. Здесь все зависит от того, какие ветры работали над песчинками.

Так растет бархан. Чем он длиннее и выше, чем больше песка в нем, тем он устойчивее. В отличие от эфемерной песчаной ряби барханы живут многие годы. Ветер уже не может разрушить бархан, но он может изменить его первоначальную форму.

Полосы ряби тянутся строго перпендикулярно направлению ветра, который создал их, и обычно имеют длинные фронты, почти смыкающиеся друг с другом. Это означает, что строение фронта в приземном потоке ветра довольно однородное, отдельные струи воздуха по фронту ветра почти не опережают друг друга. Сама поверхность песка как бы упорядочивает ветер.

Песчаные волны образуются более высокими участками фронта ветра, где такой сплошности струй воздуха обычно нет, поэтому барханы возникают разрывной цепочкой. За долгую их жизнь дуют ветры разных направлений, но, конечно, для данной местности есть господствующее направление ветра. Обтекая барханы, ветры постепенно разворачивают их в господствующем направлении, снося частицы песка по их бокам, и придают наветренным склонам (в плане) округлую форму.

Мало того, ветер использует малейшие неровности, углубления на гребне бархана, выдувая из них песок сначала в ложбину, а затем «прорывает» в самой ложбине отлогий канал. И вот уже бархан принял своеобразную полулунную форму рогалика. Фотография такого бархана приведена на рис. 4. Барханы отличаются от волн ряби еще и тем, что их гребни сложены из мелких частиц, а крупные песчинки покоятся на дне бархана.

Рис. 4. Песчаные барханы