We apply a mean-field model of interactions between migrating barchan dunes, the CAFE model, which includes calving, aggregation, fragmentation, and mass-exchange, yielding a steady-state size distribution that can be resolved for different choices of interaction parameters. The CAFE model is applied to empirically measured distributions of dune sizes in two barchan swarms on Mars, three swarms in Morocco, and one in Mauritania, each containing ~1000 bedforms, comparing the observed size distributions to the steady-states of the CAFE model. We find that the distributions in the Martian swarm are very similar to the swarm measured in Mauritania, suggesting that the two very different planetary environments however share similar dune interaction dynamics. Optimisation of the model parameters of three specific configurations of the CAFE model shows that the fit of the theoretical steady-state is often superior to the typically assumed log-normal. In all cases, the optimised parameters indicate that mass-exchange is the most frequent type of interaction. Calving is found to occur rarely in most of the swarms, with a highest rate of only 9\% of events, showing that interactions between multiple dunes rather than spontaneous calving are the driver of barchan size distributions. Finally, the implementation of interaction parameters derived from 3D simulations of dune-pair collisions indicates that sand flux between dunes is more important in producing the size distributions of the Moroccan swarms than of those in Mauritania and on Mars.


翻译:我们应用了迁移的巴沙沙丘、CAFE模型(包括雕刻、汇总、碎裂和大规模交换)之间的平均互动模式,其中包括计算、汇总、分解和大规模交换,从而产生稳定状态的大小分布,为不同的互动参数选择而可以解决。CAFE模型适用于在火星的两个巴沙群、摩洛哥的三个群群和毛里塔尼亚的一个模型中经经验测量的沙丘大小分布,每个模型含有~1000张床状,将观测到的大小分布与CAFE模型的稳定状态相比较。我们发现,火星群的分布与毛里塔尼亚测得的毛里塔尼亚暖流非常相似,表明两个非常不同的行星环境有着相似的杜沙丘互动动态。优化CAFE模型的三个具体配置的模型参数显示,理论稳定状态的适合性往往优于通常假定的日志常态。在所有情况中,最佳参数表明,摩洛哥的大规模交换是最常见的互动类型。在大多数火星群的分布上很少发生与毛里塔尼亚测得的阵势的阵势大小,但最终显示的是这些沙丘的稳定性的稳定性变化速度。

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