Loading...
Please wait, while we are loading the content...
Vegetated dunes and barchan dune fields
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Durán, Orencio |
| Copyright Year | 2007 |
| Abstract | Desertification is closely related to aeolian sediment transport, including sand dunes formation, evolution and migration. Sand dunes propagate in huge clusters of thousand of dunes with an internal complex dynamics that determines their size and spatial distribution. Furthermore, it is known that the vegetation growing on sand dunes is an active agent that modifies dune mobility and sand distribution in a desert area, ultimately leading to an inactive sand landscape. This work addresses three crucial problems related to aeolian sand transport, barchan dune fields and vegetated dunes. First, what are the phenomenological parameters behind our sand transport model, and how they are related with the physical properties of the system. Second, how are barchan dunes distributed over desert? Which factors determine the size and spatial distribution of dune fields? And, third, how can vegetation deactivate a barchan dune? Which conditions are behind this inactivation process? As a result, we were able to extend the phenomenological parameters of our sand transport model to different physical conditions, such as under water or in the Mars atmosphere. We found that the size distribution of barchan dune fields is log-normal and dunes are regularly spaced. Therefore, barchan dune fields are fully described by the mean dune size, the standard deviation and the inter-dune spacing. Furthermore, these properties are not independent but are related by a simple constitutive equation and are dynamically selected by the upwind boundary conditions in the dune field. Finally, we found that active barchan dunes are transformed into inactive parabolic dunes under the effect of vegetation growth. This inactivation process occurs if the fixation index, a parameter fully determined by initial conditions, is below a critical value. This is a simple condition that leads to the first quantitative solution of the crucial dune inactivation problem. Desertifikation steht in enger Beziehung zu aeolischem Sedimenttransport, einschliesslich der Bildung, Evolution und Bewegung von Sanddunen. Sandduenen bewegen sich in riesigen Clustern von tausenden von Dunen unter einer komplexen internen Dynamik, welche ihre Grose und raumliche Verteilung bestimmt. Es ist zudem bekannt, dass die auf einer Dune wachsende Vegetation einen aktiven Einfluss ausubt und die Dunenmobilitat sowie die Sandverteilung in einem Wustengebiet verandert, was letztendlich zu einer inaktiven sandigen Landschaft fuhrt. Diese Arbeit behandelt drei wichtige Fragestellungen in Bezug auf aeolischen Sandtransport, Barchen-Dunenfelder und Dunen mit Vegetation. Erstens, was sind die phanomenologischen Parameter die unserem Sandtransport-Modell zugrunde liegen, und was ist deren Beziehung zu den physikalischen Eigenschaften des Systems? Zweitens, wie verteilen sich Barchandunen in einer Wuste? Welche Faktoren bestimmen (allgemein) die Grose und raumliche Verteilung von Dunenfeldern? Und, drittens, wie kann Vegetation eine Barchendune inaktivieren, und welche Bedingungen liegen diesem Prozess zugrunde? Im Ergebnis konnten wir die phanomenologischen Parameter unseres Sandtransport-Modells auf andere physikalische Bedingungen wie denen unter Wasser oder auf dem Mars ausdehnen. Wir stellten fest, dass die Grosenverteilung von Barchandunenfeldern eine lognormale ist, und dass die Dunen sich in regelmassigen Abstanden befinden. Somit werden Barchendunenfelder durch die Angabe der mittleren Dunengrose, ihrer Standardabweichung und des Abstandes zwischen den Dunen vollstandig beschrieben. Diese Eigenschaften sind zudem nicht unabhangig voneinander, sondern uber eine einfache konstitutive Gleichung miteinander verbunden, und sie werden durch die windwartigen Randbedingungen im Dunenfeld dynamisch ausgewahlt. Schlieslich stellten wir fest, dass aktive Barchandunen unter dem Einfluss von Vegetationswachstum in inaktive parabolische Dunen umgewandelt werden. Dieser Inaktivierungsprozess findet statt, falls der Fixationsparameter, ein Parameter der durch die Anfangsbedingungen vollstandig bestimmt wird, unterhalb eines kritischen Wertes liegt. Dies ist eine einfache Bedingung, welche zum ersten Mal eine quantitative Losung des bedeutenden Problems der Duneninaktivierung erlaubt. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| DOI | 10.18419/opus-4793 |
| Alternate Webpage(s) | http://elib.uni-stuttgart.de/bitstream/11682/4810/1/dissertation.pdf |
| Alternate Webpage(s) | https://doi.org/10.18419/opus-4793 |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
