Rhythmic patterns of the sandy coast and self-organization of the relief

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The phenomenon of rhythmic patterns of the coastal-zone morphology (beach cusps, alongshore sand waves, spits and nearshore bars) is considered as the result of self-organization of the relief when establishing a positive feedback between sediment transport and morphology. It is shown that the dynamics of the contour and profile of the coast can be described in terms of the diffusion equation, which allows for both attenuation and growth of relief disturbances. The conditions under which the self-organization mechanism is activated and the resulting disturbances grow over time are determined. Rhythmic structures of the coastal contour are traditionally associated with waves propagating at a large angle relative to the coastal normal. However, it has been shown that the self-organization of beach cusps and megacusps is also realized in normal shore waves due to the development of circulation cells in the surf zone. The conclusion is substantiated that the formation of nearshore bars under certain conditions is also determined by the self-organization mechanism. The results obtained help to interpret the available observational data regarding the evolution of multiple bar systems.

作者简介

I. Leont’yev

Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: igor.leontiev@gmail.com
俄罗斯联邦, Moscow

参考

  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.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 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».