Как образуется песчаная дюна?

[biglebowsky.livejournal.com]

Не разбирается ли кто-нибудь в том, как именно образуется песчаная дюна?
Поясню суть вопроса. У нас есть сдувание песка и есть отложение песка.
По абсолютно непонятным лично для меня причинам на вершине дюны песок откладывается интенсивнее, чем сдувается. На первый взгляд, должно быть наоборот: в верхней части дюны, вроде как, скорость ветра больше.

Мне попадалась некая заметка, что, якобы, кто-то делал эксперимент с фракцими песка разного диаметра (3 фракции по диаметру) в аэродинамической трубе.
Если использовалась только одна фракция, то дюн не получалось. Поверхность, наоборот, выполаживалсь ветром, даже если какие-то неровности были изначально, искусственно, созданы.
Для образования дюн потребовалось именно 3 фракции. Песок был окрашены: каждая фракция - в свой цвет. Изначально фракции были перемешаны. После продувки и вырастания дюн, якобы, фракции разделились: вершины дюн, наветренные склоны и промежутки между дюнами окрасились в разные цвета.

Второй раз нагуглить заметку не удалось, кроме того, описанный эксперимент был в настолько чудовищном журналистском пересказе, что почти ничего понять было невозможно.

Хотел бы подчеркнуть, что, насколько я знаю, через неустойчивость Кельвина-Гельмгольца* образование дюн не выводится.

----------------------------------
* http://ru.wikipedia.org/wiki/Неустойчивость_Кельвина_—_Гельмгольца
----------------------------------

Update.
Заметка об эксперименте с фракциями песка http://stepnoy-sledopyt.narod.ru/sandphysic/dunes.htm
Идет ссылка на работы Великанова М.Г. http://ru.wikipedia.org/wiki/Великанов,_Михаил_Андреевич
Было бы интересно почитать что-то вроде "Великанов М. А. Об образовании песчаных волн на дне потока // Труды МГМИ, 1938, вып. 2", но не могу нагуглить в открытом доступе.

Comments

[imfromjasenevo.livejournal.com]

хм, мне казалось, что похоже на Кельвина-Гельмгольца, в любом случае сдуваемость и откладываемость вроде должна от угла зависеть, при неком угле песчинки откладываются, а при меньшем сдуваются. при этом есть еще критический угол, при котором край обваливается.

http://sci-hub.org/mail/lg.php?doi=10.1140/epjb/e2002-00236-4&url=aHR0cDovL2xpYmdlbi5vcmcvc2NpbWFnMy8xMC4xMTQwL2VwamIlMjUyRmUyMDAyLTAwMjM2LTQucGRm

[biglebowsky.livejournal.com]

Спасибо! Пока я процессе скачивания pdf-файла. Что-то он не хочет открываться :-(((

[biglebowsky.livejournal.com]

Спасибо, интересная статья, но, честно говоря, я пока что не нашел в ней ответа на вопрос, почему бархан растет в высоту.
В статье подробно рассмотрен противоположный тезис.
Пусть есть такая штука, как типичная длина "прыжка" песчинки, поднятой в воздух ветром. В статье утверждается, что, если размеры бархана меньше этой длины, то такой бархан будет сглажен ветром.

Re: "случае сдуваемость и откладываемость вроде должна от угла зависеть"
Рост бархана в высоту идет на самой верхней части бархана. Там бархан горизонтален. Я не совсем понимаю, как горизонтальность поможет отложению песка.

[crazy-monkey121.livejournal.com]

Я видела совсем маленькие барханчики на асфальте, около сантиметра в высоту. Был сильный ветер, песок приносило со стройки, но он не сглаживался почему-то, а ложился волнами, как вода на реке, только застывшая.

[biglebowsky.livejournal.com]

Очень любопытно, спасибо!

Авторы той статьи могли ошибиться, такое бывает.
Кстати, есть такая штука, как "эоловая рябь" - микробарханчики, возникающие на поверхности бархана.

[miroman.livejournal.com]

да вроде не надо заумностей, за гребень песчинки скатываются, там нет ветра, и так дюна тихонько ползет себе.
в междюнье )) простые законы Бернулли

[renfry.livejournal.com]

Вообще Кельвин-Гельмгольц работает, насколько я знаю, даже для каких-то осадочных пород. Где были сдвиговые течения, там на камне остались характерные линии.

[biglebowsky.livejournal.com]

В комментариях выше, imfromjasenevo привел ссылку на 19-страничную статью в THE EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL B, 2002 год

Никакого Кельвина-Гельмгольца: бархан менее некоего критического размера не растет, а наооборот, сглаживается ветром.

[imfromjasenevo.livejournal.com]

некогда не изучал неустойчивость Кельвине-гельмогольца (КГ), но почти уверен, что там эффект тоже есть, в смысле зависимость от размера возмущений. (и эту статью не смотрел еще, просто нашел, что там вроде форма дюны выводится)
Неустойчивость КГ очевидно зависит от волнового вектора, физический смысл которого обратный размер возмущений. и для больших волновых векторов неустойчивость не должна наблюдаться, (т.е. для коротких возмущений)

[renfry.livejournal.com]

Ну вот навскидку:
https://circle.ubc.ca/handle/2429/15009

http://scraverius.blogspot.co.il/2006/01/kelvin-helmholtz-instability.html

"In addition to cloud shapes in the sky, the Kelvin-Helmholtz instability can be observed in sand dunes..."

http://www.tau.ac.il/~shmulikm/Nadav_W/page2/files/Nadav-MSc-low.pdf

[biglebowsky.livejournal.com]

Спасибо, это очень интересно!

[renfry.livejournal.com]

Пожалуйста! Последняя ссылка - это как раз диссер про то, что я писала про осадочные (если я правильно применяю термин, не уверена) породы. Могу если надо задать вопросы автору диссера :)

[biglebowsky.livejournal.com]

Update: заметка об эксперименте с разными фракциями песка http://stepnoy-sledopyt.narod.ru/sandphysic/dunes.htm

[mask-13.livejournal.com]

Я где-то слышал краем уха, что скудная растительность, которая растет на дюнах, жидкая такая трава и кустики, очень важна для скрепления дюны, и что если трава по какой-то причине погибнет (например, ее съедят или вытопчут), то дюна будет разрушаться.
А еще там птицы все время срут, а это ведь клей.

[biglebowsky.livejournal.com]

Песчаные барханы способны образовываться без всякой растительности...

[mask-13.livejournal.com]

Барханы при этом перемещаются, а дюны остаются на одном месте:

http://ru.wikipedia.org/wiki/Закрепление_песков
Движение барханов (скоплений песка) может приводить к засыпанию дорог, полей, огородов, пастбищ, небольших населённых пунктов. Уже в начале XIX века в России и за рубежом проводились успешные эксперименты по замедлению или прекращению движения песков, путём высадки на наветренных сторонах барханов травянистых растений и кустарников, которые своей прочной корневой системой затрудняют переброс песка через гребень.