Wie fließt Wind über Sanddünen in 3D


Die Kraft der Wind weht über das Land kann Erdoberfläche tiefgreifend prägen, und nun zum ersten Mal Wissenschaftler haben zugeordnet in 3D wie Luft strömt über einen großen Strand Düne.

Neuartige 3D Modelle wie Wind weht helfen könnte zeigen, wie große Stürme, wie Hurrikan Sandy Küsten erholen könnte, sagen die Forscher.

In ähnlicher Weise leitet, wie ein Fluss fließt über der Erdoberfläche wo Sediment abgelagert wird, Küstenwinde fließt über Strand Dünen beeinflussen wie Sand entlang der Küsten transportiert wird. Wind kann drastisch helfen, Strände und Dünen wieder selbst nach Erosion von Küstenstürme aufzubauen.

"Küstendünen für viele praktische Anwendungen von Interesse sind", sagte Forscher Irene Delgado-Fernandez, eine Küstenstadt Geomorphologist an der Edge Hill University in England. Zum Beispiel "Küstendünen sind schützende Puffer gegen Küstenerosion und Überschwemmungen." Darüber hinaus sind"Dünen an der Küste auch Gegenstand von zahlreichen wirtschaftlichen und Freizeitaktivitäten, wie Tourismus, Sport [und] Bergbau."

2D zu 3D

Wissenschaftler haben oft untersucht den Einfluss des Windes auf Dünen, aber die meisten dieser Forschung wurde stark vereinfacht. Zum Beispiel Analysen oft Dünen als zweidimensionale Objekte behandelt, und konzentrierte sich in der Regel auf Dünen mit glatten Pisten und keine Vegetation oder sonstige Unregelmäßigkeiten, die Luftströme über ihnen trennen könnte. [Erde Quiz: Mysteries of the Blue Marble]

"Ein Hauptproblem mit 2D Studien ist, dass sie nicht in 3-dimensionalen Variabilität Konto nehmen", sagte Delgado-Fernandez OurAmazingPlanet.

Um ein besseres Bild von der komplexen Art und Weise Luft bereitgestellt fließt, Delgado-Fernandez und ihre Kollegen Sensoren zur Messung der Windgeschwindigkeit über die Oberfläche der Strand Düne in Nordirland. Die Geräte fallen ein Raster ungefähr 200 Fuß (90 Meter) 1980er und 200 Fuß (60 m) Cross-Shore.

"Unsere Forschung schließt die Arbeit mit eine erhebliche Menge an Ausrüstung, darunter Zehntausende Sensoren, Hunderte von Meter langen Kabel, die begraben unter den Strand Oberfläche und komplexe Erfassungssysteme zu kommunizieren mit den Sensoren und speichern Sie die Daten benötigen", sagte Delgado-Fernandez. "Es nahm eine Gruppe von sechs Personen etwa vier Tage, die instrumental-Setup abzuschließen. Sobald alles entsprechend eingesetzt und angeschlossen war, benötigt wir nur zum Einschalten, warten, bis der Wind in die richtige Richtung zu Blasen, und genießen Sie den Spaß."

"Unsere Anhänger auch diente als Feld Hauptquartier während des Experiments, wo wir sicher unsere Sandwiches im irischen regnerischen Herbst essen konnten," fügte sie hinzu.

Über 10 Tage, die Wissenschaftler überwacht die komplexe Art und Weise stark ablandigem Wind über die Düne floss, dauerhafte zwei Stürme um Daten zu sammeln.

"Dies ist der erste Feldstudie 3D Wind Datenaufzeichnung über eine beträchtlich große 3D Strand-Düne-Oberfläche", sagte Delgado-Fernandez. Und die Studie wertvoller Daten.

"War wohl einer der aufregendsten Momente, der Moment, den wir hatten das Gefühl, auf etwas, wenn wir deutlich über mehrere Stunden, die Bewegung der relativ große Mengen an Sand vom Strand an der Düne bei ablandigem Wind übermittelt werden quantifiziert," hinzugefügt Delgado-Fernandez. "Das war das erste Mal die Komplexität dieses besondere Verfahren im Bereich gemessen wurden."

Komplexes Bild

Die Wissenschaftler fanden heraus, dass Windmuster in einem gegebenen Punkt der Düne aus den gemessenen wenige Schritte entfernt, auch unter ähnlichen ankommenden Wind stark variieren können. Dies im Wesentlichen von 2D-Modellen Dünen unterscheidet, sagte Delgado-Fernandez.

"Die Anwesenheit von Vegetation topographische Unterschiede und unregelmäßigen Formen an den Kamm und Düne hängen, die Dinge deutlich erschweren schafft,", sagte Delgado-Fernandez. "Unregelmäßige Topografien stark stören, vom Winde verweht und sie wesentlich zu ändern, des Windes-Geschwindigkeit, Richtung und Potenzial für Sedimenttransport." "

Die Wissenschaftler hinzugefügt, es gäbe Lücken in ihrem Netz von Sensoren, die bewahrten sie davor Erfassung wichtige Daten. Computermodellierung benutzen sie jetzt Vorhersagen, wo man am besten Ort Sensoren in Zukunft besser analysieren Sie komplexe Muster des Luftstroms.

In Zukunft wird die Forscher hoffen auf verbesserte Vorhersagen wie Küstendünen zu generieren im Laufe von Monaten bis Jahren entwickeln. Diese Behörden Küsten besser verwalten könnte helfen, sagte Delgado-Fernandez. Ein besseres Verständnis der Küsten wie ändern auch wertvoll, ist angesichts der laufenden Herausforderungen durch den Klimawandel, fügte sie hinzu.

Die Wissenschaftler ihre Ergebnisse detailliert Online-4 Februar im Journal der geophysikalischen Forschung-Oberfläche Erde.

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