王萍，郑晓静

兰州大学 湍流-颗粒研究中心 西部灾害与环境力学教育部重点实验室，兰州 730000

风沙运动是沙质地表上的沙尘颗粒在风力作用下以地表蠕移、近地表跃移、远离地表悬移而进行输运的一种自然现象。常见的沙质地表有占全球陆地面积1/3的沙漠和荒漠化地区[1]，海边的沙滩和裸露的农田和建筑工地等。沙尘颗粒的输运，在近地表1～2 m以下的高度范围内以粒径大于约100 μm的颗粒跃移运动为主，其输沙率占总输沙率的75%以上[2]，是风沙运动的主导；在离地表1～2 m乃至数百米以上高度范围内以粒径小于100 μm甚至数μm(如PM10)的颗粒悬移运动为主，其输沙率不及跃移风沙流，仅占总数不到5%[2]，但这些沙尘粒子可以长期漂浮于对流层上部和平流层并远距离输运。当高超声速飞行器再入行星大气层时，这些粒子可能与飞行器高速撞击，使其表面遭到破坏，甚至与飞行器头部激波层相互干扰，导致飞行器表面加热率改变[3]。跃移风沙流往往导致土壤风蚀、农林作物受损、交通道路掩埋等危害，而风沙运动的极端情形沙尘暴则往往导致大范围空气质量下降、无线通讯信号中断、汽车火车翻车甚至人员伤亡。例如，2010年4月24—25日在甘肃发生的沙尘暴共造成甘肃19个县约132.56万人受灾；农作物受灾面积达20.68万公顷。沙尘暴不仅在中国西北地区频发，在非洲的撒哈拉地区、沙特阿拉伯首都利雅得、澳大利亚悉尼、美国亚利桑那州凤凰城等也时有发生，而且在地外行星如火星上也经常发生。……