Топографические факторы

Рельеф оказывает влияние на размах и интенсивность процессов ветровой эрозии. В то же время ветер часто сам выступает мощным фактором рельефообразования. Так, рельеф песчаных пустынь можно считать эоловым, созданным в процессе перевевания песков. Размеры эоловых форм рельефа могут быть весьма значительными: встречаются песчаные дюны высотой до нескольких сотен метров и длиной несколько километров. На сельскохозяйственных землях рельефообразующая роль ветра сводится к формированию элементов микро- и нанорельефа.

Взаимодействие элементов рельефа с воздушным потоком подчиняется законам аэромеханики - любые неровности на поверхности Земли оказывают тормозящее действие на поток. Поэтому скорость ветра на уровне почвенной поверхности на любых элементах рельефа всегда меньше скорости ветра в свободной атмосфере. В условиях равнинного пересеченного рельефа при одном и том же ветре в свободной атмосфере его скорость на уровне почвенной поверхности увеличивается при движении вверх по склону и уменьшается при движении вниз по склону. Это объясняется тем, что движение вверх по склону сопровождается уменьшением живого сечения воздушного потока, а движение вниз по склону - увеличением живого сечения, а из положений аэромеханики следует, что уменьшение живого сечения потока при постоянном напоре сопровождается увеличением его скорости. Степень изменения скорости ветра при этом зависит от скорости в свободной атмосфере, от местоположения в рельефе и от формы рельефа.

Изменение скорости ветра в зависимости от рельефа определяет особенности развития процессов ветровой эрозии и закономерности распределения дефлированных и погребенных эоловыми наносами почв на склонах.

На наветренных склонах скорость ветра на уровне поверхности почвы увеличивается при движении вверх по склону. Это является причиной того, что почвы наветренных склонов сильнее страдают от ветра, чем почвы подветренных склонов. По этой же причине почвы выступающих элементов рельефа при прочих равных условиях оказываются сильнее дефлированными, чем почвы равнины или пологих склонов. Поэтому порядок распределения дефлированных почв на склоне принципиально отличается от порядка распределения смытых: степень смытости почв увеличивается при движении вниз по склону, а степень дефлированности - при движении вверх по наветренному склону.

Форма и крутизна склона также оказывают влияние на ход процесса ветровой эрозии почв, причем это влияние аналогично влиянию на ход процесса водной эрозии. Сильнее всего от дефляции страдают почвы выпуклых склонов, слабее всего - почвы вогнутых склонов. Чем больше крутизна склона, тем больше потери почвы от ветровой эрозии.

Элементы рельефа, представляя собой выступы шероховатости, оказьюают сопротивление движущемуся потоку воздуха. При этом в подветренной зоне у этих препятствий образуются вихри, которые периодически покидают подветренную зону и смешиваются с основным потоком. С течением времени эти вихри рассеиваются, а их кинетическая энергия переходит в кинетическую энергию отдельных молекул. Следовательно, часть кинетической энергии потока после взаимодействия его с выступом шероховатости переходит в тепло. В том случае, когда выступы шероховатости состоят из тоикодисперсного несвязного материала такого, как распыленная почва, часть кинетической энергии потока в процессе взаимодействия с выступом может перейти в работу по отрыву и перемещению этих тонкодисперсных частиц. Такое происходит в том случае, когда скорость потока у вершины выступа превосходит критическую для материала, слагающего выступ. Это обусловливает неоднозначное влияние нанорельефа, который в данном случае представлен неровностями, имеющими малую высоту такими, например, как выбросы землероев, борозды и валики, созданные сельскохозяйственными машинами, на процесс ветровой эрозии почв.

Поделку гребней и валиков на поверхности почвы в направлении, перпендикулярном направлению ветра, часто используют для борьбы с ветровой эрозией. Если скорость ветра у гребней не превышает критической для почвы, из которой образован гребень, то это мероприятие оказывается достаточно эффективным: сами гребни не разрушаются ветром, а часть транспортируемой потоком почвы задерживается в подветренной зоне у основания гребней, поскольку скорость ветра у основания выступов всегда меньше скорости у вершины. Если же скорость ветра у гребня окажется выше критической, то начнется разрушение самого гребня. В этих условиях с течением времени происходит выравнивание поверхности под действием двух противоположно направленных процессов: разрушения гребня и заполнения выемки. При этом, следовательно, поделка гребней для целей борьбы с ветровой эрозией почв окажется неэффективной. Более того, в отдельных случаях, когда скорость ветра над гладкой поверхностью почвы будет близка к критической, поделка гребней на этой поверхности может спровоцировать начало дефляции, поскольку скорость ветра у гребней выше, чем над гладкой поверхностью.