Ритмические структуры песчаного берега и самоорганизация рельефа

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Феномен ритмических форм рельефа в береговой зоне (пляжевые фестоны, песчаные волны, косы, подводные валы) рассматривается как результат самоорганизации рельефа при установлении положительной обратной связи между транспортом наносов и морфологией. Показано, что динамика контура и профиля берега может быть описана в терминах уравнения диффузии, которое допускает как затухание, так и рост возмущений рельефа. Характеризуются условия, при которых включается механизм самоорганизации и возникающие возмущения растут со временем. Ритмические структуры контура берега традиционно связываются с волнениями, распространяющимися под большим углом относительно береговой нормали. Показано однако, что самоорганизация фестонов и мегафестонов реализуется и при нормальном к берегу волнении благодаря развитию циркуляционных ячеек в прибойной зоне. Обосновывается вывод, что формирование подводных валов при определенных условиях также обусловливается механизмом самоорганизации. Полученные результаты помогают интерпретировать имеющиеся данные наблюдений в отношении эволюции мульти-валовых систем.

Об авторах

И. О. Леонтьев

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: igor.leontiev@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Бадюкова Е.Н., Жиндарев Л.А., Лукьянова С.А., Соловьева Г.Д. Пляжевые фестоны на аккумулятивных берегах юго-восточной Балтики // Геоморфология. 2014. № 4. С. 31–39.
  2. Зенкович В.П. Основы учения о развитии морских берегов. М.: Изд-во АН СССР, 1962. 710 с.
  3. Леонтьев И.О. Профиль равновесия и система подводных береговых валов // Океанология. 2004. Т. 44. № 4. С. 625–631.
  4. Леонтьев И.О. Динамика берегового профиля с подводными валами в масштабе штормового цикла // Океанология. 2020. Т. 60. № 5. С. 805–813.
  5. Леонтьев И.О. Морфодинамические процессы в береговой зоне моря. Saarbrücken: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2014. 251 c.
  6. Леонтьев И.О. О механизмах формирования подводных валов на песчаном береговом склоне // Океанология. 2023. Т. 63. № 3. С. 467–474.
  7. Леонтьев И.О., Афанасьев В.В., Уба А.В. Ритмические структуры контура берега в заливе Терпения острова Сахалин // Океанология. 2019. Т. 59. № 3. С. 497–505.
  8. Aagaard T., Davidson-Arnott R., Greenwood B., Nielsen J. Sediment supply from shoreface to dune: linking sediment transport measurements and long-term morphological evolution // Geomorphology. 2004. V. 60. P. 205–224.
  9. Ashton A.D., Murray A.B. High-angle wave instability and emergent shoreline shapes: 1. Modeling of sand waves, flying spits and capes // J. of Geophys. Res. 2006. V. 111. F04012.
  10. Ashton A.D., Murray A.B. High-angle wave instability and emergent shoreline shapes: 2. Wave climate analysis and comparisons to nature // J. of Geophys. Res. 2006. V. 111. F04012.
  11. Ashton A.D., Murray A.B., Arnault O. Formation of coastline features by large-scale instabilities induced by high-angle waves // Nature. 2001. V. 414. P. 296–300.
  12. Bowen A.J., Huntley D.A. Waves, long waves and nearshore topography // Marine Geol. 1984. V. 60. P. 1–13.
  13. Brander R.W. Field observations on the morphodynamic evolution of a low-energy rip current system // Marine Geol. 1999. V. 157. P. 199–217.
  14. Brinkkemper J.A., Aagaard T., de Bakker A.T.M., Ruessink B.G. Shortwave sand transport in the shallow surf zone // J. Geophys. Res. Earth Surface. 2018. 123. P. 1145–1159.
  15. Bruun P. The Bruun rule of erosion by sea-level rise: a discussion on large-scale two- and three-dimensional usages // J. of Coastal Res. 1988. V. 4. № 4. P. 627–648.
  16. Cowell P.J., Thom B.G. Morphodynamics of coastal evolution. // Coastal evolution: late quarternary shoreline morphodynamics / R.W.G. Carter, C.D. Woodroffe (Eds.). Cambridge Univ. Press, 1995. P. 33–86.
  17. De Swart R.L., Ribas F., Calvete D. et al. Observations of megacusp dynamics and their coupling with crescentic bars at an open, fetch-limited beach // Earth Surface Processes and Landforms. 2022. V. 47. № 13. P. 3180–3198.
  18. Deigaard R., Drønen N., Fredsøe J. et al. A morphological stability analysis for a long straight barred coast // Coastal Eng. 1999. V. 36. P. 171–195.
  19. Dronkers J. Dynamics of coastal systems. World Scientific Publishing, 2005. V. 25. 519 p.
  20. Falqués A., Coco G., Huntley D.A. A mechanism for the generation of wave-driven rhythmic patterns in the surf zone // J. of Geophys. Res. 2000. V. 105. № C10. P. 24071–24087.
  21. Falqués A., Dodd N., Garnier R. et al. Rhythmic surf-zone bars and morphodynamic self-organization // Coastal Eng. 2008. V. 55. P. 622–641.
  22. Grossmann F., Hurther D., van der Zanden J. et al. Near-bed sediment transport during offshore bar migration in large-scale experiments // J. of Geophys. Res. Oceans. 2021. V. 127. e2021JC017756.
  23. Hino M. Theory on formation of rip current and cuspidal coast // 14th Int. Conf. Coast. Eng. ASCE. 1974. P. 901–919.
  24. Holman R.A., Bowen A.J. Bars, bumps and holes: models for the generation of complex beach topography // J. of Geophys. Res. 1982. V. 87. № C1. P. 457–468.
  25. Kaergaard K., Fredsøe J. Numerical modeling of shoreline undulations part 1: Constant wave climate // Coastal Eng. 2013. V. 75. P. 64–76.
  26. Komar P.D. Beach Processes and Sedimentation. Prentice-Hall, 1998. 544 p.
  27. Larson M., Kraus N.C. SBEACH: numerical model for simulating storm-induced beach change. Tech. Rep. CERC-89–9. 1989. US Army Eng. Waterw. Exp. Station. Coastal Eng. Res. Center.
  28. Leont’yev I.O. Randomly breaking waves and surf-zone dynamics // Coastal Eng. 1988. V. 12. P. 83–103.
  29. Miller C.D., Barcilon A. Hydrodynamic instability in the surf zone as a mechanism for the formation of horizontal gyres // J. Geophys. Res. 1978. V. 83. № C8. P. 4107–4116.
  30. Orzech M.D., Reniers A.J.H.M., Thornton E.B., MacMahan J.H. Megacusps on rip channel bathymetry: Observations and modeling // Coastal Eng. 2011. V. 58. P. 890–907.
  31. Pelnard-Considére R. Essai de theorie de l'evolution des formes de rivage en plages de sable et de galets. Quatr. J. hydraulique. Paris, 1956. Question 3. Rapp. № 1.
  32. Ribas F., Falqués A., Plant N., Hulscher S. Self-organization in surf zone morphodynamics: alongshore uniform instabilities // Proc. Int. Conf. “Coastal Dynamics’01”. 2001. Sydney. P. 1068–1077.
  33. Ruessink B.G., Terwindt J.H.J. The behavior of nearshore bars on the time scale of years: a conceptual model // Marine Geol. 2000. V. 163. P. 289–302.
  34. Van Rijn L.C., Ruessink B.G., Mulder J.P.M. Summary of project results // Coast3D–Egmond. The behavior of a straight sandy coast on the time scale of storms and seasons. Amsterdam: Aqua Publ., 2002.
  35. Wijnberg K.M., Kroon A. Barred beaches // Geomorphology. 2002. V. 48. P. 103–120.
  36. Wright L.D., Short A.D. Morphodynamic variability of surf zones and beaches: a synthesis // Marine Geol. 1984. V. 56. P. 93–118.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».