沙漠化问题已严重威胁到人类社会的生存与发展。沙波纹作为风沙区最常见的表现形式之一,沙波纹的迁移是沙漠化推进的重要方式,早已成为众多科学家研究的焦点,且其具有极其重要的科学意义。本文在风洞实验模拟条件下,利用高速摄影技术对均匀沙床面上粒子运动进行拍摄,通过分析大量的单一颗粒个体运动的速度、加速度及粒-床碰撞前后动量变化等运动参数,来验证湍流主导下粒子群冲击强度流向分异是导致沙波纹形成的根本原因这一假定的合理性,并为湍流风场中沙波纹形成机理研究提供更加详细的数据支持。研究表明:1)粒-床碰撞过程中水平动量和垂直动量及粒子下降和上升阶段加速度的概率分布模式基本符合正态分布;2)粒-床碰撞过程中粒子净损失量波峰区间为32小于波谷区间58,波峰区间内入射次数为89小于波谷区107,溅射率波峰区间为35小于波谷区间49,这与波谷区间特征入射粒子冲击强度较大有关,粒子群的冲击和滚动对沙粒搬运及沙波纹的形成具有最直接的关系;3)特征粒子入射-反弹及溅射粒子的速度及碰撞前后动量均符合不同的概率分布,波峰和波谷区间差异性合理的解释了风沙流运动中粒子群轨迹多样性及冲击强度的流向分异的特征;4)根据上升和下降阶段波峰和波谷处粒子群加速度概率分布情况说明风沙运动中湍流脉动对粒子群运动轨迹有较大影响,通过控制粒子群加速度,进而控制其轨迹特征及其冲击强度的流向分异趋势,最终决定沙波纹的形成。