С.В. Комонов, Е.Н. Комонова
Ветровая эрозия и пылеподавление
Курс лекций. - Красноярск: Изд-во СФУ, 2008. - 192 с.

Глава 1. Ветровая эрозия

1.6. Теоретические основы процесса ветровой эрозии

1.6.7. Поведение дисперсной частицы вне тонкого слоя

Поведение дисперсной частицы вне тонкого слоя соизмеримо с выступами шероховатостей на которую воздействует определенная скорость ветра. При этой скорости в поток поступает индивидуальная частица, приведенного радиуса с начальной скоростью. Анализ траектории движения этой частицы показывает, что в горизонтальном направлении на частицу действует сила лобового сопротивления, где первая часть уравнения характеризует силу лобового сопротивления.

                  (57)

где     – составляющая скорости частицы в направлении ветра;

 – коэффициент лобового сопротивления.

Уравнение движения частицы вверх:

                               (58)

                                  (59)

                                         (60)

                                          (61)

где     – составляющая поднимающей скорости потока.

При скорости  по истечении продолжительного времени частицы радиуса  перестают подниматься вверх, но продолжают движение вдоль потока на некоторой постоянной высоте. Причем, критический радиус частицы зависит от скорости потока. Если  меньше  и , то частицы меньшего радиуса поднимаются неограниченно высоко и по истечении некоторого времени составляющие их скоростей не зависят от начальных условий старта. При этом:

·          частицы меньшего радиуса, чем критический безвозвратно теряются

·          именно эти частицы составляют основу пылевых облаков во время пыльных бурь

·          по истечении периода ускорения частицы  поднимутся с наибольшей скоростью, а более мелкие и более крупные с наименьшей скоростью.

Если  и  частица некоторое время после старта возвращается на поверхность. Это воздействие обусловлено взаимодействием частицы с переносящим её вихрем.

Если радиус частицы больше критического радиуса для данного потока, то эта частица неизбежно упадет, имея горизонтальную составляющую скорости в момент удара более высокую, чем при старте. Это обуславливает эффект лавинообразования.