Том 32, номер 10, статья № 8

Горчаков Г. И., Бунтов Д. В., Карпов А. В., Копейкин В. М., Мирсаитов С. Ф., Гущин Р. А., Даценко О. И. Влияние ветра на распределение сальтирующих частиц по размерам. // Оптика атмосферы и океана. 2019. Т. 32. № 10. С. 848–855. DOI: 10.15372/AOO20191008.
Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:

В ветропесчаном потоке на опустыненной территории в Астраханской обл. выполнены измерения распределений по размерам сальтирующих алевритовых и песчаных частиц, которые аппроксимируются суммой логнормальных распределений для алеврит-песчаной и алевритовой фракций. В условиях квазинепрерывной сальтации определена пороговая скорость ветра для полной концентрации частиц. Обнаружена зависимость пороговой скорости от размера сальтирующих частиц. Получены эмпирические аппроксимации зависимостей от скорости ветра суммарной счетной концентрации и дифференциальных концентраций алевритовых и песчаных частиц.

Ключевые слова:

ветропесчаный поток, сальтирующие алевритовые частицы, квазинепрерывная сальтация, распределение алевритовых и песчаных частиц по размерам, алеврит-песчаная фракция, алевритовая фракция, зависимость пороговой скорости от размера частиц

Список литературы:

1. Золотокрылин А.Н. Климатическое опустынивание. М.: Наука, 2003. 247 с.
2. Bagnold R.A. The Physics of Blown Sand and Desert Dunes. London: Methuen, 1941. 265 р.
3. Shao Y. Physics and Modeling of Wind Erosion. New York: Springer, 2000. 393 р.
4. Zheng X. Mechanics of Wind Blown Sand Movements. Berlin: Springer-Verlag, 2009. 290 p.
5. Горчаков Г.И., Титов А.А., Бунтов Д.В. Параметры нижнего слоя сальтации на опустыненной территории // Докл. РАН. 2009. Т. 424, № 1. С. 102–106.
6. Горчаков Г.И., Карпов А.В., Соколов А.В., Бунтов Д.В., Злобин И.А. Экспериментальное и теоретическое исследование траекторий сальтирующих песчинок на опустыненных территориях // Оптика атмосф. и океана. 2012. T. 25, № 6. С. 501–506; Gorchakov G.I., Karpov A.V., Sokolov A.V., Buntov D.V., Zlobin I.A. Experimental and theoretical study of the trajectories of saltating sand particles over desert areas // Atmos. Ocean. Opt. 2012. V. 25, N 6. P. 423–428.
7. Горчаков Г.И., Карпов А.В., Копейкин В.М., Соколов А.В., Бунтов Д.В. Влияние силы Сэфмана, подъемной силы и электрической силы на перенос частиц в ветропесчаном потоке // Докл. РАН. 2016. Т. 467, № 3. С. 336–341.
8. Kok J.F., Parteli E.J.R., Michaels T.I., Karam D.B. The physics of wind-blown sand and dust // Rep. Prog. Phys. 2012. V. 75, N 106901. P. 1–119.
9. Бютнер Э.К. Динамика приповерхностного слоя воздуха. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 158 с.
10. Семенов О.Е. Введение в экспериментальную метеорологию и климатологию песчаных бурь. Алматы: КазНИИЭК, 2011. 580 с.
11. Горчаков Г.И., Карпов А.В., Копейкин В.М., Злобин И.А., Бунтов Д.В., Соколов А.В. Исследование динамики сальтирующих песчинок на опустыненных территориях // Докл. РАН. 2013. Т. 452, № 6. С. 669–676.
12. Горчаков Г.И., Карпов А.В., Кузнецов Г.А., Бунтов Д.В. Квазипериодическая сальтация в ветропесчаном потоке на опустыненной территории // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 6. С. 472–477; Gorchakov G.I., Karpov А.V., Kuznetsov G.А., Buntov D.V. Quasiperiodic saltation in the windsand flux over desertified areas // Atmos. Ocean. Opt. 2016. V. 29, N 6. P. 501–506.
13. Morsi S.A., Alexander A.Z. An investigation of particle trajectories in two-phase flow systems // J. Fluid Mech. 1972. V. 55, N 2. P. 193–208.
14. White B.R., Schulz J.C. Magnus effect in saltation // J. Fluid Mech. 1977. V. 81, N 3. P. 497–512.
15. Rasmussen K.R., Sorensen M. Vertical variation of particle speed and flux in aeolian saltation: Measurement and modeling // J. Geophys. Res. 2008. V. 113. N FO2S12. P. 1–12.
16. Ishizuka M., Mikami M., Leys J.F., Yamada Y., Heidenreich S., Shao Y., McTainsh G.H. Effects of soil moisture and dried raindroplet crust on saltation and dust emission // J. Geophys. Res. 2008. V. 113. N D24212. P. 1–15.
17. Huang N., Wang C., Pan X.Y. Simulation of aeolian sand saltation with rotational motion // J. Geophys. Res. 2010. V. 115, N D22211. P. 1–8.
18. Leenders J., van Boxel J., Sterk G. Wind forces and related saltation transport // Geomorphology. 2005. V. 71. N 3–4. P. 357–372.
19. Creyssels M., Dupont P., El Moctar A., Valance A., Cantat I., Jenkins J.T., Pasini J.M., Rasmussen K.R. Saltating particles in a turbulent boundary layer: Experiment and theory // J. Fluid Mech. 2009. V. 625. P. 47–74.
20. Горчаков Г.И., Шукуров К.А. Флуктуации концентрации субмикронного аэрозоля в конвективных условиях // Изв. РАН. Физика атмосф. и океана. 2003. Т. 39, № 1. С. 85–97.
21. Singh A., Fienberg K., Jerolmack D.J., Marr J., Foufoula-Georgiou. Experimental evidence for statistical scaling and intermittency in sediment transport rates // J. Geophys. Res. 2007. V. 114, N F01025. P. 1–16.
22. Stout J., Zobeck T.M. Intermittent saltation // Sedimentology. 1997. V. 44, N 5. P. 959–970.
23. Dupont S., Bergamett G., Marticorena B., Simoëns S. Modeling saltation intermittency // J. Geophys. Res.: Atmos. 2013. V. 118. P. 7109–7128.
24. Карпов А.В. Флуктуации микроструктуры грубодисперсного и субмикронного аэрозоля на опустыненной территории // Оптика атмосф. и океана. 2008. Т. 21, № 10. С. 844–849.
25. Li B., McKenna Neuman C. Boundary-layer turbulence characteristics during aeolian saltation // Geophys. Res. Lett. 2012. V. 39, N LII402. P. 1–4.
26. Martin R.L., Barchyn T.E., Hugenholtz C.H., Jerolmack D.J. Timescale dependence of aeolian sand flux observation under atmospheric turbulence // J. Geophys. Res. 2013. V. 118, N 16. P. 9078–9092.
27. Liu D., Ishizuka M., Mikami M., Shao Y. Tutrbulent characteriostics of saltation and uncertain of saltation model parameters //Atmos. Chem. Phys. 2018. V. 18. P. 7595–7606.
28. Ma G.S. Zheng X.J. The fluctuation property of blown sand particles and the wind-sand flow evolution studied by numerical method // Eur. Phys. J. E. 2011. V. 34, N 54. P. 1–11.
29. Manukyan E., Prigozhin L. Formation of aeolian ripples and sand sorting // Phys. Rev. E. 2009. V. 79, N 031303. P. 1–10.
30. Tong D., Huang N. Numerical simulation of saltating particles in atmospheric boundary layer over flat bed and sand ripples // J. Geophys. Res. 2012. V. 117, N DI6205. P. 1–12.
31. Gordon M., McKenna Neuman C. A study of particle splash on developing ripple forms for two bed materials // Geomorphology. 2011. V. 129. P. 79–91.
32. Schmidt D.S., Schmidt R.A., Dent Y.D. Electrostatic force on saltating sand // J. Geophys. Res. 1998. V. 103, N D8. P. 8997–9001.
33. Kоk J.F., Renno N.O. Electrostatics in wind-blown sand // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 100, N 01450L. P. 1–4.
34. Горчаков Г.И., Ермаков В.И., Копейкин В.М., Исаков А.А., Карпов А.В., Ульяненко А.В. Электрические токи сальтации в ветропесчаном потоке // Докл. АН. 2006. Т. 410, № 2. С. 259–262.
35. Горчаков Г.И., Копейкин В.М., Карпов А.В., Бунтов Д.В., Соколов А.В. Удельный заряд сальтирующих песчинок на опустыненных территориях // Докл. РАН. 2014. Т. 456, № 4. С. 476–480.
36. Горчаков Г.И., Копейкин В.М., Карпов А.В., Титов А.А., Бунтов Д.В., Кузнецов Г.А., Гущин Р.А., Даценко О.И., Курбатов Г.А., Серегин А.О., Соколов А.В. Вариации удельного заряда сальтирующих песчинок в ветропесчаном потоке на опустыненной территории // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 1. С. 31–39; Gorchakov G.I., Kopeikin V.М., Karpov А.V., Тitov А.А., Buntov D.V., Kuznetsov G.А., Gushchin R.А., Dazenko О.I., Kurbatov G.А., Seregin А.О., Sokolov А.V. Variations in the specific charge of saltating sand in a windsand flux over a desertified area // Atmos. Ocean. Opt. 2016. V. 29, N 3. P. 244–251.
37. Горчаков Г.И., Карпов А.В., Копейкин В.М., Бунтов Д.В., Титов А.А., Гущин Р.А, Даценко О.И. Исследование процессов в ветропесчаном потоке на опустыненных территориях // Междунар. конф. «Динамика атмосферы и климата»: сб. трудов. М.: Физмат-книга, 2018. С. 328–332.
38. Горчаков Г.И., Бунтов Д.В., Карпов А.В., Титов А.А., Гущин Р.А., Даценко О.И. Алевритовая фракция ветропесчанного потока // XXIV Международ. Cимпоз. «Оптика атмосф. и океана. Физика атмосферы».: тр. конф. Томск: Изд-во ИОА СО РАН. 2018. С. С304–С307.
39. Pettijohn F.G. Sedimentary Rocs. New York: Harper, 1957. 526 р.
40. Музафаров В.Г. Определитель минералов, горных пород и окаменелостей. М.: Наука, 1979. 328 с.
41. Бунтов Д.В., Гущин Р.А., Даценко О.И. Четырехканальный фотоэлектрический счетчик сальтирующих песчинок // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 6. С. 485–488; Buntov D.V., Gushchin R.А., Dazenko О.I. Four-channel photoelectric counter of saltating sand particles // Atmos. Ocean. Opt. 2018. V. 31, N 5. P. 548–551.
42. Обухов А.М. Турбулентность и динамика атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 414 с.
43. Смирнов Н.В., Дунин-Барковский И.В. Краткий курс математической статистики для технических приложений. М.: Физматгиз, 1959. 436 с.