تحديد سرعة الرياح للمواد التي تنقلها:
إن سرعة الرياح تُحدد حجم وكمية المواد التي تنقلها الرياح، كذلك طريقة النقل (زحف، قفز، تعلق) والمسافات والمناسيب التي تُنقل إليها. ويمكن توضيح ذلك من خلال ما يلي:
- سرعة الجر الحرجة: تنقل حبيبات الرمال عموماً نتيجة تعرّضها لأنواع ثلاثة من الضغوط المختلفة:
- ضغط ناتج عن سرعة الرياح في مقدمة الرمال ويعمل على جرّها.
- ضغط ناتج عن عامل اللزوجة أو مقاومة الحركة في الجانب المعاكس لاتجاه الرياح.
- ضغط ثابت فوق سطح الرمال ويعمل على مقاومة حركتها.
ويتم جرّ الرمال نتيجة اختلاف الضغوط التي تتعرض لها أسطح حبيبات الرمال المواجه للرياح وتلك المعاكسة لاتجاهها، كما يتم رفعها إلى أعلى عند تناقص الضغط الواقع على سطحها العلوي. وترتفع الرمال عن سطح الأرض بشكل عمودي.
وبمجرَّد وصولها إلى مناسيب أعلى سرعة تتحرك بصورة أفقية، حيث تسقط إلى السطح بتأثير عامل الجاذبية. وتتكرر هذه الحركة تبعاً لاختلافات هذه الضغوط وخشونة السطح. أمّا مسافة الجر فقد تعادل عشرة أضعاف هذا الارتفاع.
ولقد سمَّى باغنولد عام 1941 السرعة الحرجة التي تبدأ عندها الحبيبات الرسوبية بالتحرك، بعتبة التدفق (U*t) وتساوي جذر السقمى – p/p*gD، حيث أن u*t تساوي سرعة الجر الحرجة، السقمى تساوي الجاذبية النوعية للحبيبات الرسوبية، p تساوي الجاذبية النوعية للهواء، g تساوي ثابت الجاذبية، D تساوي حجم الحبيبة، A رقم يحدده حجم الرواسب ويبلغ 0.1 بالنسبة للأحجام التي تقل عن 0.1 ملم.
وتختلف عتبة التدفق مع أحجام الرواسب المنقولة؛ بحيث تكون العلاقة بينهما طردية بالنسبة للأحجام التي تزيد عن 0.1 ملم، بينما تصبح علاقة عكسية في حالة نقصان الحجم عن ذلك. ويؤدي سقوط الحبيبات الرسوبية المُتحركة واصطدامها بغيرها من الرواسب عند سطح الأرض إلى الحركة الأخيرة، لكن في ظل سرعات أدنى من سابقتها.
وقد سمَّى باغنولد السرعة الحرجة الجديدة التي تتحرك عندها الرواسب بسرعة الارتطام. وبذلك فإن عتبة الارتطام تُصبح دائماً أقل من عتبة التدفق بالنسبة لنفس الأحجام من الرواسب. ويمكن تحديد عتبة الارتطام u*t بالمعادلة: u*t= 680 جذر d log 30/d، حيث أن u*t تساوي سرعة الرياح الحرجة، d تساوي حجم الحبيبات. وتمثل سرعة الرياح الحرجة هنا أدنى سرعة للرياح تحتاجها عملية رفع حبيبات التُربة من على سطح الأرض وتبدأ عندها حركة الرمال والتُربة.
- ضغط ناتج عن سرعة الرياح في مقدمة الرمال ويعمل على جرّها.
