摘要

　　本研究旨在探究風成沙紋的型態和新月形沙丘的演化過程。利用吹出式風洞建立穩定且單一風向的風場，並運用不同粒徑的石英砂，以研究不同情況下沙紋和沙丘的變化。研究發現，風成沙紋的波長不僅與風速、粒徑等特性有關，當波高較高時可能還需考慮背風側渦流的變化。在新月形沙丘演化過程的模擬中，我們依據沙丘形狀大致歸納出三個主要時期：延伸期、崩落期和消逝期，也針對這些結果進行質性分析，進一步了解沙紋與沙丘之變化過程與形成條件。最後以實驗成果為基礎，分析火星橫向風成脊的形狀、動力及分布差異，推論其形成過程不同於地球，且二氧化碳氣化熱亦提供能量，可用於推論南半球分布較多的情況。

 

研究目的

一、探討不同風速及顆粒大小對沙紋型態造成的差異。 

二、了解新月型沙丘的形成與演化過程。 

三、以實驗結果去分析討論地球與火星上之相似地貌。

 

研究結果

一、沙紋實驗

（一）一般來說當風速越高，沙粒能被運移至更遠的地方堆積。此時沙波紋長度較長。

（二）當粒徑越大，所需要的啟動速度較高，從而影響波高的大小。

（三）當波高較高時，渦流長度為主要影響波紋長度之因素。當粒徑較大，風速增快時，流場會較為穩定，使背風渦流範圍越窄，導致波長下降。

（四）縱向沙紋之形成需要較高風速且缺乏補充沙源。

二、沙丘實驗

（一）不管風速大小、粒徑、沙丘初始形狀如何，新月形沙丘的演化過程皆類似。

（二）通常來說，新月形沙丘的演化過程可簡單分為三個階段。延伸期、崩落期與消逝期。

崩落期可能為新月形沙丘主要存在階段。

三、火星沙丘之比較

（一） 火星上的新月型沙丘與實驗發現的非流線型相似，其形成方式可能不同於地球。

（二）火星上啟動風速遠大於平均風速，可能暗示火星上沙子的動力來源除了風亦包含二氧化碳季節性汽化造成的影響。

（三） 橫向風成脊分布差異可能源南北半球平均地形高度及二氧化碳含量。