خردمندان و محققانی که دل در گرو کسب دانش و درک پدیده‌های طبیعی مربوط به بیابان و ماسه‌های بادی دارند، همگی واقفند و اذعان دارند که پرچم‌دار و پیشاهنگ این علم و فضای تحقیق آن، سرتیپ رالف آلجر بگنولد می‌باشد. هر جا سخنی از مطالعه مسائل مربوط به ماسه‌های بادی به میان آید؛ نام او، بی‌تردید، اولین واژه‌ای است که در ذهن متبادر می‌شود. تا کنون کتابی در زمینه بیابان و ماسه‌های بادی نوشته نشده، جز این که نام او و تحقیقات و نوشته‌های او مورد استفاده و استناد قرار گرفته شده باشد. اغلب اصول بنیادی ارائه شده توسط ایشان، امروزه نیز همچنان معتبر است، لذا بنا بر اهمیت این کتاب و نقش غیرقابل‌انکار آن در راهبری طیف وسیعی از دانشمندان علوم بیابان، برآن شدیم که ترجمه‌ای درخور از کتاب وزین او با عنوان"The Physics of Blown Sand and Desert Dune" ارائه شود. سعی شده است که نهایت دقت و صرافت و باریک‌بینی در ترجمه اعمال شود تا حق مطالب و آنچه شایسته آن نام بزرگ است، ادا گردد.

پیشگفتار ۷

مختصری از زندگی پروفسور بگنولد ۹

مقدمه: ماهیت موضوع ۲۷

فصل اول - ویژگی‌های فیزیکی حرکت ذرات ۳۳

بخش اول: ماسه و غبار ۳۵

۱ - ترتیب اندازه در ذرات ریز - استفاده از مقیاس لگاریتمی ۳۵

۲ - تعریف اندازه ذرات ۳۶

۳ - تعلیق ذرات کوچک، تفکیک ماسه از غبار ۳۹

۴ - ترکیب ماسه‌های طبیعی، غالبیت کوارتز ۴۰

۵ - منشأ و تشکیل ذرات ماسه ۴۲

منابع ۴۳

بخش دوم: رفتار ذرات ماسه در هوا ۴۵

۱ - پدیده حرکت ماسه ۴۵

۲ - حساسیت ذرات به نیروی باد ۴۷

۳ - کاربرد محاسبات رفتار کره‌ی معادل برای ذرات واقعی ۵۰

۴ - مسیر حرکت ذرات ماسه در هوا ۵۱

۵ - آزمایش ویژگی‌های جهشی ذرات کوارتز ۵۳

۶ - خزش ۵۵

پیوست شماره ۱ ۵۶

پیوست شماره ۲ ۵۸

منابع ۶۰

بخش سوم: آزمایش‌های تونل باد ۶۱

۱ - طراحی یک تونل باد ویژه برای آزمایش‌های ماسه ۶۱

۲ – روش عملکرد ۶۳

۳ - مشاهده مسیر ذرات، روش آشکارسازی نوری ۶۴

۴ - جهش ذرات روی سطح سست ماسه‌ای، شروع فرایند به‌وسیله برخورد ذرات ۶۷

۵ - آغاز جهش دانه‌ها به‌وسیله فشار باد ۶۹

۶ - جهش ذرات در بادهایی با سرعت بیشتر ۷۰

۷ - خزش سطحی ۷۰

۸ - ریپلهای سطحی ۷۲

۹ - جهش بر روی زمین سخت ۷۳

۱۰- انواع حرکت ذرات: تعلیق، جهش، خزش سطحی ۷۴

منابع ۷۵

بخش چهارم: باد سطحی ۷۷

۱ - اندازه‌گیری سرعت باد ۷۷

۲ - کشش سطحی ۸۱

۳ - جریان‌های خطی و آشفته ۸۳

۴ – شرایط انتقال، عدد رینولدز ۸۶

۵ - توزیع سرعت باد نسبت به ارتفاع ۸۸

۶ - زبری سطح ۹۰

۷ - سرعت برشی V*. ۹۱

۸ - تغییر سرعت باد ناشی از تغییر بافت سطح ۹۴

۹ - لایه مرزی ۹۶

منابع ۹۷

بخش پنجم: اثر حرکت ماسه بر روی باد سطحی ۹۹

۱ - تغییرات در توزیع سرعت ۹۹

۲ - مسیر ویژه حرکت ذرات ۱۰۵

۳ - کشش ناشی از حرکت ماسه، رابطه بین گرادیان باد و نرخ حرکت ماسه ۱۰۸

۴ - رابطه بین سرعت باد و نرخ حرکت ماسه ۱۱۲

۵ - افزایش حرکت ماسه بر روی سطوحی حاوی ذرات بزرگ ۱۱۷

۶ - مقایسه حرکت ماسه در آب ‌و هوا ۱۱۸

۷ - تعلیق حقیقی ذرات ماسه در هوا ۱۲۱

منابع ۱۲۵

بخش ششم: اندازه‌گیری‌های تکمیلی در بیابان ۱۲۷

۱ - ابزار مورد استفاده ۱۲۷

۲ - اندازه‌گیری شدت حرکت ماسه‌ها ۱۳۰

۳ - نتایج ۱۳۲

منابع ۱۳۵

بخش هفتم: سرعت آستانه و اندازه ذره ۱۳۷

۱ - آستانه سیال ماسه یکنواخت ۱۳۷

۲ - آستانه سیال برای ذرات خیلی ریز ۱۴۲

۳ - غیرقابل حرکت بودن غبار و لسهای مستقرشده ۱۴۳

۴ - آستانه سیال برای ماسه طبیعی (شامل ذراتی با اندازه‌های مختلف) ۱۴۵

۵ - باد آستانه برخورد ۱۴۸

منابع ۱۵۰

بخش هشتم: خلاصه‌ای از فیزیک حرکت ذره در هوا ۱۵۱

۱ - نیروهای کنشگر بر روی ذرات منفرد ۱۵۱

۲ - اندازه ذرات طبیعی برحسب قطر کره معادل ۱۵۲

۳ - آشفتگی سیال ۱۵۳

۴ - تعلیق و حمل در امتداد کف بستر، تفکیک غبار (سیلت) از ماسه ۱۵۳

۵ - جریان آشفته در نزدیک بستر ۱۵۴

۶ - نیروی کشش τ و سرعت کشش V* ۱۵۵

۷ - جریان بر روی سطح صاف با بافت متغیر، لایه مرزی ۱۵۵

۸ - آستانه جریان سیال برای شروع حرکت ذرات روی سطح ۱۵۶

۹ - حرکت ماسه در هوا و آب، نیروی کشش جهش ۱۵۸

۱۰ - حرکت ماسه در هوا، توزیع سرعت باد ۱۶۰

۱۱ - آستانه برخورد ۱۶۱

۱۲ - جهش و خزش سطحی، جریان ماسه برحسب قدرت باد ۱۶۲

۱۳ - مسیر متوسط ذرات جهشکننده و طول‌موج ریپل‌های سطحی در سیال هوا ۱۶۳

فصل دوم - اثرات ریز مقیاس،  توزیع اندازه ذرات. ریپل‌های سطحی و پشته‌ها ۱۶۵

بخش نهم: نمودارهای دانه‌بندی ۱۶۷

۱ - تحلیل مکانیکی ۱۶۷

۲ - نمودار درصد-ریزتر ۱۶۹

۳ - نمودار ستونی ۱۷۱

۴ - نمودار دیفرانسیل ۱۷۲

۵ - نمودار لگاریتمی ۱۷۴

۶ - ماسه‌های دانه‌بندی شده متقارن، مقایسه با منحنی احتمال نرمال ۱۷۸

۷ - ماسه‌های منظم و مخلوط ۱۸۰

۸ - تعریف قطر ذره از طریق منافذ الک، روشی برای تطبیق ۱۸۶

منابع ۱۸۷

بخش دهم: تغییرات دانه‌بندی در ماسه‌های غیر یکنواخت ۱۸۹

۱ - چرخه حرکت ماسه‌ها: برداشت، حمل و رسوب‌گذاری ۱۸۹

۲ - آزمایش‌های دانه‌بندی و بیان نتایج ۱۹۲

۳ - تغییرات دانه‌بندی ناشی از عمل باد، در چرخه حمل ماسه ۱۹۶

۴ - خلاصه‌ای از تغییرات دانه‌بندی ناشی از فعالیت باد، ماسه‌های منظم ۲۰۴

۵ – تغییرات دانه‌بندی ناشی از حرکت مکانیکی ذرات به پایین دامنه پرشیب تپه ماسه‌ای ۲۰۷

۶ - چگونه ماسه‌های نامنظم، منظم می‌شوند؟ ۲۱۰

۷ - ماسه‌های ناقص ۲۱۱

منابع ۲۱۲

بخش یازدهم: اشکال ماسه‌ای کوچک‌مقیاس. ریپل‌ها و پشته‌های عرضی ۲۱۳

۱ – غیرقابل مقایسه بودن موج‌های ماسه‌ای و امواج آبی ۲۱۳

۲ – طبقه‌بندی ریپل‌ها و پشته‌های ماسه‌ای ۲۱۳

۳ – ناپایداری یک سطح ماسه‌ای صاف، تأثیر تغییر در زاویه برخورد ذرات سقوط‌کننده جهشی ۲۱۵

۴ – وابستگی خزش سطحی به زاویه برخورد ذرات جهشکننده ۲۱۷

۵ - ریپل‌هایی که تحت شرایط پایدار تشکیل‌شده‌اند ۲۱۸

۶ – ریپل‌ها در خلال رسوب‌گذاری ۲۲۴

۷ – ریپل‌ها و پشته‌ها در خلال برداشت ماسه ۲۲۴

۸ – ماسه‌های مخلوط بدون ریپل، سطوح یا پهنه‌های ماسه‌ای ۲۳۱

۹ – ترتیب عرضی ریپل‌های ماسه‌ای در هوا ۲۳۵

۱۰- مقایسه ریپل‌های ماسه‌ای در هوا و آب ۲۳۷

۱۱ – ریپل‌های برفی ۲۴۰

۱۲ – ریپل‌ها در ماسه‌های بسیار ریزدانه ۲۴۱

منابع ۲۴۲

فصل سوم: اثرات بزرگ‌مقیاس.  تجمعات ماسه‌ای، تپه‌های ماسه‌ای،  ساختارهای درونی ۲۴۳

بخش دوازدهم: پدیده‌های بزرگ‌مقیاس، شرایط رشد یک سطح هموار ماسه‌ای ۲۴۵

۱ – محدودیت‌های موجود در مطالعه، چگونگی تشکیل تپه‌های ماسه‌ای ۲۴۵

۲ - تأمین مواد برای ایجاد تپه ماسه‌ای. ویژگی سطوح بیابان ۲۴۶

۳ – نگهداشت ماسه بر روی سطحی پوشیده از سنگریزه ۲۴۷

۴ – رسوب‌گذاری از طریق تجمع بر روی سطح ماسه‌ای ۲۴۸

۶ – تأثیر تغییرات جهت باد ۲۵۶

۷ - ناپایداری برداشت ماسه در طول مقطع عرضی یک سطح یکنواخت، تشکیل نوارهای طولی ماسه‌ای، ایجاد تپه‌های ماسه‌ای به‌وسیله باد یک جهته ۲۵۸

۸ – سطوح اطراف غیر ساکن، ممانعت از رشد تپه‌ها با پخش ذرات درشت‌دانه بر روی سطح ماسه‌ای ۲۶۳

۹ – نوسان در شدت حرکت ماسه بر روی یک سطح ماسه‌ای، حداقل اندازه تپه‌ها ۲۶۴

۱۰ – اثرات پوشش گیاهی ۲۶۷

۱۱ - باد غالب ناقل ماسه، دوره طولانی حرکت ماسه به‌عنوان مجموع حرکت ماسه‌ها در خلال بادهای شدید و آرام ۲۶۸

منابع ۲۷۲

بخش سیزدهم: عارضه‌های بزرگ‌مقیاس، ماسه‌های تجمعیافته در پشت موانع (ماسه پناه) و بین موانع، قواعد کلی در شکل تپه‌ها ۲۷۳

۱ – انواع توده‌های ماسه‌ای ۲۷۳

۲- ماسه‌های تجمعیافته در پشت موانع ۲۷۷

۳ - ماسه‌های تجمعیافته در بین موانع ۲۸۰

۴ - ماسه‌های تجمعیافته بین موانع در پای صخره‌ها ۲۸۱

۵ - اثر بادهای متقاطع بر روی شکل تپه‌ها بر مبنای رفتار ماسه‌های تجمعیافته بین موانع موجود در پای صخره‌ها ۲۸۳

۶ - تپه‌های واقعی به‌عنوان موانع انعطاف‌پذیر، ملاحظات کلی مؤثر بر شکل آن‌ها، نیمرخ طولی ۲۸۵

۷ - ناپایداری یک تپه عرضی طویل ۲۹۶

بخش چهاردهم: بارخان‌ها ۲۹۹

۱ - تپه‌های هلالی شکل یا بارخان، مشاهده توزیع باد بر روی آن‌ها ۲۹۹

۲ - شکل و جایگاه دامنه پرشیب ۳۰۱

۳ - حداقل ارتفاع دامنه پرشیب ۳۰۲

۴ - نوک کشیده شده یال‌ها، حرکت جانبی ذرات ماسه نسبت به محور میانی، جدا شدن ماسه از تپه توسط دو جریان ۳۰۴

۵ - توزیع غیریکنواخت منابع ماسه، بارخان‌های مرکب، فولجیس ۳۰۵

۶ - اندازه و ارتفاع بارخان‌ها و نرخ پیشروی آن‌ها ۳۰۷

۷ - اثر بادهای معکوس ۳۱۱

۸ - کمربند بارخانی ۳۱۱

۹ - بارخان‌های یخی ۳۱۸

منابع ۳۱۹

بخش پانزدهم: تپه‌های طولی یا سیف، فرم‌های پشتهای (گرده‌ماهی) و غیره ۳۲۱

۱ - تبدیل بارخان به سیف ۳۲۱

۲ - تغییرات شکل سیف بر اساس رژیم‌های بادی غالب بلند مدت ۳۲۳

۳ - حرکت سیف‌ها ۳۲۵

۴ - رشد سیف، دانه‌بندی ماسه در مقطع عرضی سیف، تشکیل ستونی از ماسه‌های درشت‌دانه در پایه سیف ۳۲۶

۵ - زنجیره‌های سیف، اندازه، طول و مسیر صف‌بندی آن‌ها ۳۳۰

۶ - تشکیلات پشتهای (گرده‌ماهی) یا لوی، دریای ماسه‌ای مصر ۳۳۱

۷ - فواصل تکرار جانبی بین زنجیره‌های سیف ۳۳۳

۸ - تشکیل بارخان در گودی‌های بین زنجیره‌های چندگانه سیف و دور از تأثیر باد مورب ۳۳۴

۹ - سیستم‌های تپه ماسه‌ای و جهت باد ۳۳۴

منابع ۳۳۸

بخش شانزدهم: ساختمان داخلی رسوبات ماسه‌ای ۳۳۹

۱ - دوام و پایداری مواد رسوب‌گذاری شده ۳۳۹

۲ - تشخیص وجود ساختمان لایه‌ای با اختلاف نرخ نفوذپذیری آب به درون لایه‌هایی با دانه‌بندی متفاوت ۳۴۲

۳ - ساختمان بسترهای ناشی از فرایند تجمع، سفتی آن‌ها، تشابه با برف‌های تجمع یافته با باد ۳۴۳

۴ - تغییرات دانه‌بندی ناشی از برش لایه، ساختمان یک رسوب ناشی از بهمن ماسه‌ای ۳۴۵

۵ - ساختمان درونی یک بارخان ۳۴۷

۶ - ساختمان سیف‌ها و پشتهها ۳۴۸

۷ - ساختمان و رشد پهنه‌های (صفحات) ماسه‌ای ۳۵۰

۸ - نقش ساختمان داخلی در نگهداری آب و پوشش گیاهی ۳۵۱

منابع ۳۵۳

بخش هفدهم: ماسه‌های آوازخوان ۳۵۵

۱ - ماسه‌های ساحلی «سوتزن» ۳۵۵

۲ - «آواز» یا صدای غرش ماسه‌های بیابان ۳۵۸

۳ - چه عواملی نت صدای تولید شده را کنترل می‌کنند و چگونه این صدا بلند می‌شود؟ ۳۶۲

منابع ۳۶۷