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雨滴滚下山坡时形成“沙球”,对侵蚀的贡献比之前想象的更大
雨滴撞击裸露土壤时会发生什么已经得到相当充分的研究,但雨滴随后会发生什么却知之甚少。我们知道,雨滴最初溅到土壤上会导致侵蚀,但发表在《美国国家科学院院刊》上的一项新研究发现,雨滴下坡的旅程可能比最初的溅水对侵蚀产生更大的影响。
来源:英国物理学家网首页雨滴撞击裸露土壤时会发生什么已经得到相当充分的研究,但雨滴随后会发生什么却知之甚少。我们知道,雨滴最初溅到土壤上会导致侵蚀,但发表在《美国国家科学院院刊》上的一项新研究发现,雨滴下坡的旅程可能比最初的溅水对侵蚀产生更大的影响。
仔细观察山坡上的雨滴
在瑞士埃居布朗“Route de la Sorge”的某个地方,研究小组成员观察到自然雨滴撞击山坡表面,并注意到它们在滚下山坡时收集了沙粒。这促使研究人员用相机记录这一事件,然后将这个想法带到实验室。
在实验室里,他们建造了一个 1.2 米长的床,上面覆盖着干燥的硅酸盐沙,并倾斜 30° 角。实验室条件使团队能够通过记录雨滴滚动时形状的演变并精确测量相关参数来正确记录这一现象。他们发现,每个雨滴都会形成他们所谓的“沙球”,并且根据条件的不同,它们会呈现出不同的形状,而且沙球可以移动的土壤比最初飞溅的土壤多 10 倍。
“在最初的滚动阶段,液滴迅速增加其速度和沉积物夹带率。在不断增加的离心力下,滚动的液滴经历了变形:它们的圆形形状不稳定,因为液体和夹带的颗粒都远离核心,形成沙球,”研究作者写道。
花生和甜甜圈形状的沙球
研究人员发现,沙质雨滴形成了两种不同的形状:花生形状和甜甜圈形状。花生发生的速度相对较低,并且颗粒保持在液滴表面。它们只会将谷物收集到某个点,然后通常会达到稳定状态。
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