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沙漠奇怪現象及成因 有哪些

流沙;沙塵暴;海市蜃樓。

流沙,簡單地說就是沙像液體壹樣可以流動,也就是可以流動的沙。是壹種自然現象。常出現在地基不穩的沙漠,當有重物置於沙體之上,就像沈底壹樣,沈到底部。

形成原理

·流沙表面壹旦受到幹擾就會“液化”

荷蘭阿姆斯特丹大學的柏恩在壹次前往伊朗的度假旅行之中,遇見過壹位當地牧羊人。他指著流沙告訴柏恩,村裏曾有駱駝陷下去後就立即消失。柏恩對此將信將疑,回國後就立即對此展開研究。他仔細觀看和分析了數十部描述到流沙噬人場景的電影,發現這些電影對流沙的描述根本就是錯誤百出。後來,柏恩在實驗室裏將細沙、黏土和鹽水混合在壹起,重建壹個微型室內流沙模型來進行研究。

經過反復實驗,柏恩領導的科研人員發現,要把沙子變得像太妃糖壹樣黏需要好幾天時間,但要讓它失去黏性則很容易,只要在其表面施加適當的壓力即可。壹旦流沙表面受到運動幹擾,就會迅速“液化”,表層的沙子會變得松松軟軟,淺層的沙子也會很快往下跑。這種遷徙運動使得在流沙上面運動的物體下沈,然而,隨著下沈深度的增加,從上層經遷徙運動掉到下方底層的沙子和黏土逐漸聚合,便會創造出厚實的沈積層,使沙子的黏性快速增加,阻止了物體進壹步下陷。

·密度小於流沙的物體會浮在流沙之上

研究還發現,當物體陷入流沙後,下陷速度要視物體本身的密度而定。流沙的密度壹般是2克/毫升,而人的密度是1克/毫升。在這樣的密度下,人類身體沈沒於流沙之中不會有滅頂之災,往往會沈到腰部就停止了。研究者還發現,即便是壹些密度比流沙大很多的物體,也能浮於流沙之上。在實驗中,研究人員將壹個密度為2.7克/毫升的鋁盆置於流沙的頂部,盡管其密度大於流沙,但由於受流沙浮力和沙面張力的影響,鋁盆仍能平靜地呆在流沙的表面。當科學家開始輕輕晃動這個鋁制容器時,情況發生了變化,容器稍稍下陷了壹點,當他們加大力度搖晃時,這個容器慢慢沈入沙底。

·將腳從流沙中拔出來需要擡起壹輛汽車的力量。

研究認為,陷入流沙的人壹般都動不了,密度增加以後的沙子粘在掉進流沙裏的人體下半部,對人體形成很大的壓力,讓人很難使出力來。即使大力士也很難壹下子把受困者從流沙中拖出來。經研究人員計算,如果以每秒鐘壹厘米的速度拖出受困者的壹只腳就需要約10萬牛頓的力,大約和舉起壹部中型汽車的力量相等。所以除非有吊車幫忙,否則很難壹下子把掉進流沙的人拉出來。研究還指出,照這種力量的計算,如果生拉硬扯,那麽在流沙“放手”前,人的身體就已經被強大的力量扯斷。此舉所造成的危險遠高於讓他暫時停在流沙當中。

取自撒哈拉大沙漠的流沙樣品是由沙子和鹽水混合構成的半固體狀態,這些顆粒松散地堆積在壹起。沙粒堆積起來,使其有了看似穩定的表面,但即便是承受很小的壓力,流沙的整體框架便會立即塌陷。濃厚的“沙漿”堆積在底層,它能粘住所有的物體,使其動彈不得;而流沙中的超細顆粒更是危險——它使流沙具有使人致死的巨大夾緊力。

如果陷入流沙中,最明智的做法是不要在流沙中掙紮,而是耐心而輕微地來回倒腳,使“沙漿”松散開來,不要緊緊地粘住妳。如果撒哈拉大沙漠確實有駱駝被流沙吞沒,波恩相信,肯定是駱駝拼命掙紮著要逃出來,結果是被流沙完全淹沒。

沙塵暴 (sand duststorm) 是沙暴 (sandstorm) 和塵暴 (duststorm) 兩者兼有的總稱,是指強風把地面大量沙塵物質吹起並卷入空中,使空氣特別混濁,水平能見度小於壹千米的嚴重風沙天氣現象。其中沙暴系指大風把大量沙粒吹入近地層所形成的挾沙風暴;塵暴則是大風把大量塵埃及其他細顆粒物卷入高空所形成的風暴。

形成條件

有利於產生大風或強風的天氣形勢,有利的沙、塵源分布和有利的空氣不穩定條件是沙塵暴或強沙塵暴形成的主要原因。強風是沙塵暴產生的動力,沙、塵源是沙塵暴物質基礎,不穩定的熱力條件是利於風力加大、強對流發展,從而夾帶更多的沙塵,並卷揚得更高。

除此之外,前期幹旱少雨,天氣變暖,氣溫回升,是沙塵暴形成的特殊的天氣氣候背景;地面冷鋒前對流單體發展成雲團或颮線是有利於沙塵暴發展並加強的中小尺度系統;有利於風速加大的地形條件即狹管作用,是沙塵暴形成的有利條件之壹。

土壤、黃砂主要成分是矽酸鹽,當幹旱少雨且氣溫變暖時,矽酸鹽表面的矽酸失去水分,

這樣矽酸鹽土壤膠團、砂粒表面就會帶有負電荷,相互之間有了排斥作用,成為氣溶膠不能凝聚在壹起,從而形成揚砂即沙塵暴。沙塵暴本質上是帶有負電荷的矽酸鹽氣溶膠。

總之,沙塵暴的形成需要這三個條件:

壹是地面上的沙塵物質。它是形成沙塵暴的物質基礎。

二是大風。這是沙塵暴形成的動力基礎,也是沙塵暴能夠長距離輸送的動力保證。

三是不穩定的空氣狀態。這是重要的局地熱力條件。沙塵暴多發生於午後傍晚說明了局地熱力條件的重要性。

海市蜃樓,簡稱蜃景,是壹種因光的折射和全反射而形成的自然現象,是地球上物體反射的光經大氣折射而形成的虛像。

形成條件

蜃景與地理位置、地球物理條件以及那些地方在特定時間的氣象特點有密切聯系。氣溫的反常分布是大多數蜃景形成的氣象條件。

就拿下蜃的形成來說。夏季沙漠中烈日當頭,沙土被曬得灼熱,因沙土的比熱小,溫度上升極快,沙土附近的下層空氣溫度上升得很高,而上層空氣的溫度仍然很低,這樣就形成了氣溫的反常分布,由於熱脹冷縮,接近沙土的下層熱空氣密度小而上層冷空氣的密度大,這樣空氣的折射率是下層小而上層大。當遠處較高物體反射出來的光,從上層較密空氣進入下層較疏空氣時被不斷折射,其入射角逐漸增大,增大到等於臨界角時發生全反射,這時,人要是逆著反射光線看去,就會看到下蜃。

柏油馬路因路面顏色深,夏天在灼熱陽光下吸收能力強,同樣會在路面上空形成上層的空氣冷、密度大,而下層空氣熱、密度小的分布特征,所以也會形成下蜃。

發生在沙漠裏的"海市蜃樓",就是太陽光遇到了不同密度的空氣而出現的折射現象。沙漠裏,白天沙石受太陽炙烤,沙層表面的氣溫迅速升高。由於空氣傳熱性能差,在無風時,沙漠上空的垂直氣溫差異非常顯著,下熱上冷,上層空氣密度高,下層空氣密度低。當太陽光從密度高的空氣層進入密度低的空氣層時,光的速度發生了改變,經過光的折射,便將遠處的綠洲呈現在人們眼前了。在海面或江面上,有時也會出現這種"海市蜃樓"的現象。

海市蜃樓是壹種光學幻景,是地球上物體反射的光經大氣折射而形成的虛像。 海市蜃樓簡稱蜃景,根據物理學原理,海市蜃樓是由於不同的空氣層有不同的密度,而光在不同的密度的空氣中又有著不同的折射率。也就是因海面上冷空氣與高空中暖空氣之間的密度不同,對光線折射而產生的。