风是沙粒运动的直接动力,当风速作用力大于沙粒惯性力时,沙粒即被起动,形成含沙粒的运动气流,即风沙流。风沙流对地表物质所发生的侵蚀、搬运和堆积作用称为风沙作用。
风是沙粒运动的直接动力,当风速作用力大于沙粒惯性力时,沙粒即被起动,形成含沙粒的运动气流,即风沙流。风沙流对地表物质所发生的侵蚀、搬运和堆积作用称为风沙作用。
使沙粒沿地表开始运动所必需的最小风速称为起动风速(或临界风速)。一切大于临界风速的风都是起沙风。
起动风速与沙粒的粒径大小、沙层表土湿度状况、地面粗糙度等有关。一般沙粒越大,沙层表土越湿,地面越粗糙,植被覆盖度越大,起动风速也越大。在一定粒径范围内,随粒径增大,起动风速也增大。起动风速与粒径平方根呈正比。但对特别大和特别细的粒径都不易起动。根据实验测定,粒径在0.015~0.50mm范围内,0.1mm左右的沙粒最容易起动。粒径比0.1mm增大或碱性,其起动风速都将增大。粒径为0.10~0.25mm的干燥沙,起动风速值仅为4~5m/s(指2m高处风速)。
风沙对地表物质的吹蚀作用和磨蚀作用,统称为风沙侵蚀作用。
风吹过地表时,产生紊流,使沙离开地表,从而使地表物质遭受破坏,称为吹蚀作用。吹蚀作用的强度与风速呈正比,和粒径呈反比。风速超过起动风速愈大,吹蚀能力越强。一般组成地表的颗粒小、松散且干燥,要求的起动风速小,受到的吹蚀强烈。
据研究,在一定范围内,若风中夹带沙粒,可增强风对地表的吹蚀能力。风沙流中沙子的冲击作用,使得地面的沙粒更容易从土壤中分离出来进入风沙流。
风沙流紧贴地面迁移时,沙粒对地表物质的冲击和摩擦作用,称为磨蚀作用。迎风面的岩壁,特别是砂岩,由于风沙流钻进孔隙之中,不断旋磨,可能形成口小内大的风蚀穴。由于风沙流中的沙粒集中分布在距地面30cm之内,所以沙漠区的电线杆下部可因磨蚀而折断,故常常用砖或土砌一个底座。
风沙的堆积作用包括沉降堆积和遇阻堆积。在气流中悬浮运行的沙粒,由于风速减弱,当沉速大于紊流旋涡的垂直分速时,就要降落堆积在地表,称为沉降堆积。沙粒的沉速随粒径增大而增大。
风沙流运行时,遇到阻碍物,使沙粒堆积起来,称为遇阻堆积。风沙流可因遇障碍物发生减速而把部分沙粒卸积下来,也可能全部越过(或部分)绕过障碍物继续前进,在障碍物的背风坡形成涡流。
在风沙流经常发生的地区,粒径小于0.05mm的沙粒悬浮在较高的大气层中,遇到冷湿气团时,粉粒和尘土就成为凝结核随雨滴大量沉降,成为气象上所说的尘暴或降尘现象。