ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПРИБРЕЖНЫХ ТЕЧЕНИЙ И ПОТОКОВ НАНОСОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПАРАМЕТРОВ ВЕТРА И ЭКСПОЗИЦИИ БЕРЕГА ЮГО-ВОСТОЧНОЙ БАЛТИКИ
Авторы:
1.
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН (г. Москва)
Россия
Россия
Тип:
Статья конференции
Опубликовано:
06.01.2019
Классификаторы:
УДК 551.468.1 (261.24)
ББК 26 Науки о Земле
BISAC NAT010000 Ecology
BISAC NAT045050 Ecosystems & Habitats / Coastal Regions & Shorelines
BISAC NAT025000 Ecosystems & Habitats / Oceans & Seas
BISAC NAT045030 Ecosystems & Habitats / Polar Regions
BISAC SCI081000 Earth Sciences / Hydrology
BISAC SCI092000 Global Warming & Climate Change
BISAC SCI020000 Life Sciences / Ecology
BISAC SCI039000 Life Sciences / Marine Biology
BISAC SOC053000 Regional Studies
BISAC TEC060000 Marine & Naval
ББК 26 Науки о Земле
BISAC NAT010000 Ecology
BISAC NAT045050 Ecosystems & Habitats / Coastal Regions & Shorelines
BISAC NAT025000 Ecosystems & Habitats / Oceans & Seas
BISAC NAT045030 Ecosystems & Habitats / Polar Regions
BISAC SCI081000 Earth Sciences / Hydrology
BISAC SCI092000 Global Warming & Climate Change
BISAC SCI020000 Life Sciences / Ecology
BISAC SCI039000 Life Sciences / Marine Biology
BISAC SOC053000 Regional Studies
BISAC TEC060000 Marine & Naval
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
береговая зона, экспозиция берега, ветровой режим, встречные вдольбереговые течения, абразия берега, транспорт наносов
Аннотация (русский):
Показано, что извилистость калининградского побережья Балтики способствует формированию по бортам вогнутостей системы встречных вдольбереговых течений, ввиду разного угла подхода ветра к линии берега, вплоть до его перехода через нормаль к берегу. В свою очередь, смена направления ветра приводит к смещению зоны конвергенции встречных течений с западного побережья Самбийского п-ова на северное, и обратно, на участки поперечной ориентации берега по отношению к действующему ветру. В среднемноголетнем масштабе зона конвергенции встречных течений локализуется в вершинах крупных литодинамических систем (вогнутостей): Самбийско-Вислинской на восточном побережье Гданьского залива, и Самбийско-Куршской - на севере Калининградского побережья. Здесь происходит массовая разгрузка потоков наносов, переносящих сюда материал размыва берегов Самбии и прилегающих кос. В пределах этих вогнутостей превалирует миграционный типа перемещения наносов, кратно превосходящий объемы их безвозвратного выноса вдоль берега.
Показано, что извилистость калининградского побережья Балтики способствует формированию по бортам вогнутостей системы встречных вдольбереговых течений, ввиду разного угла подхода ветра к линии берега, вплоть до его перехода через нормаль к берегу. В свою очередь, смена направления ветра приводит к смещению зоны конвергенции встречных течений с западного побережья Самбийского п-ова на северное, и обратно, на участки поперечной ориентации берега по отношению к действующему ветру. В среднемноголетнем масштабе зона конвергенции встречных течений локализуется в вершинах крупных литодинамических систем (вогнутостей): Самбийско-Вислинской на восточном побережье Гданьского залива, и Самбийско-Куршской - на севере Калининградского побережья. Здесь происходит массовая разгрузка потоков наносов, переносящих сюда материал размыва берегов Самбии и прилегающих кос. В пределах этих вогнутостей превалирует миграционный типа перемещения наносов, кратно превосходящий объемы их безвозвратного выноса вдоль берега.
Ключевые слова:
береговая зона, экспозиция берега, ветровой режим, встречные вдольбереговые течения, абразия берега, транспорт наносов
береговая зона, экспозиция берега, ветровой режим, встречные вдольбереговые течения, абразия берега, транспорт наносов
Береговая зона моря, представляет собой область наиболее активного динамического воздействия гидросферы на литосферу, в основном в период штормов. Интенсивный размыв береговых и донных отложений сопровождается его выносом на глубины и вдоль берега прибрежными течениями разного генезиса, которые и определяют активность морфо-литодинамических процессов и тенденцию развития береговой зоны. Морская граница береговой (прибрежной) зоны начинается с глубины появления однозначного смещения донных осадков, равной половине длины волн (Н= 1/ 2 λ) [5]. Ее положение непостоянно и зависит от степени развития ветра и волнения. Для Калининградского побережья Балтики характерное положение морской границы расположено в районе изобаты 30м, куда распространяются устойчивые взвесенесущие вдольбереговые течения скоростью 15- 20 см/с. Такие течения фиксировались при штормовых ветрах скоростью 15-18 м/с, высотах волн на глубокой воде (Н=10м) в 2-3 м, длиной 50-60 м. [1]. Переход из открытой части моря в прибрежную зону сопровождается ослаблением роли силы Кориолиса, ввиду ограниченности пространства и роста слоя придонного трения, с одновременным усилением влияния подводного берегового склона на ориентацию волн и придонных течений. Анализ стационарных измерений, проведенных Атлантическим отделением института океанологии в прибрежной зоне Калининградской области (1988-1991гг.) показал, что скорость и пространственная структура придонных течений тесно связаны с параметрами ветра и углом его подхода к линии берега. В период слабых ветров (до 5м/с) течения слабые и неустойчивые, спорадически образуются пульсирующие быстро разрушаемые мелкомасштабные завихрения. Скорости течений в эти периоды не превышает 10 см/с и наблюдались в 85-90% всего периода измерений. Их поведение определяется порывами ветра, а также локальными термохалинными неоднородностями морской воды, бароградиентными, сейшевыми и инерционными колебаниями водной поверхности. По мере усиления косоподходящего ветра до 6-7 м/с, на выровненных участках берега начинает формироваться устойчивый вдольбереговой перенос вод, - в первые 2-3 часа в зоне обрушения волн, а при стабильном направлении ветра он распространяется за ее пределы. При ветрах силой 12-18 м/с преобладающие скорости придонных вдольбереговых течений в районе изобат 3-5 м составляли 0.5-0.8 м/с, при максимуме до 1-1.5 м/с, и уменьшались на глубинах 20-30 м до 15-20 см/с, иногда достигая 20-30 см/с [1]. В условиях извилистых очертаний Калининградского побережья Балтики структура вдольбереговых течений меняется от участка к участку в зависимости от угла подхода ветра к линии берега. Вдольбереговой и косо подходящий к берегу мористый ветер генерирует устойчивые вдольбереговые течения. В это же время на смежных участках берега с поперечной экспозицией к действующему ветру вдольбереговой перенос вод ослабевает до минимума, а с переходом ветра через нормаль к берегу, - течения разворачиваются в противоположном направлении. В результате, в пределах береговых дуг образуется система встречных течений, сначала по бортам крупномасштабных дуг, а при поперечном подходе ветра к изогнутому берегу - и в менее выраженных вогнутостях. Статистический анализ подтвердил преобладающую вдольбереговую ориентацию течений вдоль действующего ветра, даже с учетом преобладания слабых течений (V<10 см/с, 85-90%), связь которых с ветром наименее тесная. В диапазоне глубин 3-15 м выявлена тенденция к вдольбереговой ориентации векторов придонных течений с максимумами повторяемости вдоль береговой линии (преобладает В-СВ максимум) и гистограммой скорости близкой к Рэлеевому распределению. В условиях господства ветров западных румбов, на севере Самбийского п-ова доминируют придонные течения в восточном направлении. Осадочный материал переносится ими от м. Таран на восток и далее вдоль Куршской косы. На это указывает вдольбереговая ориентация песчано-алевритовых полей, увеличение площадей и мощности их толщи [1, 2, 6]. На западном меридионально ориентированном побережье Самбийского п-ова господствующие штормовые ветры СЗ-ЮЗ румбов подходят к берегу примерно по нормали, что приводит к ослаблению вдольбереговых течений и потока наносов, при относительном возрастании роли миграционных подвижек и поперечного выноса наносов на глубины - до подножия древнеберегового уступа (Н=27- 30м) напротив Янтарного и Донского, и до изобат 15-20м - южнее м. Песчаный [3, 4]. Таким образом, в пределах резких изгибов Калининградского побережья поведение течений существенно меняется: на одном крыле вогнутости формируется вдольбереговой перенос вод в одном направлении, а на противоположном крыле - встречный поток. Кроме того, в двух смежных вогнутостях с резко меняющейся экспозицией берега может формироваться две разные системы течений - в одной единый однонаправленный поток, а в соседней система конвергентных потоков, и наоборот. Так, при последовательном действии ветров ЮЗ - З - СЗ румбов вдоль всего Калининградского побережья при ЮЗ ветре формируется единый перенос вод с ЮЗ на СВ, затем З ветер формирует в пределах западного побережья Самбии систему встречных течений, а на севере - однонаправленный на восток, и наконец, при СЗ ветре картина меняется: в пределах Самбийско- Куршской дуги действует система сходящихся течений, а на западе Самбийского п-ова - однонаправленный перенос на юг. Выявленное смещение системы конвергентных потоков с участка на участок и их чередование с однонаправленным переносом вод в период действия доминирующих западных ветров свидетельствует о высокой активности миграционного типа движений прибрежных наносов, как на западном, так и на северном побережье Калининградской области. В пределах крупных литодинамических систем выделяется серия полузамкнутых подсистем, внутри которых также происходят локальные миграции наносов. В итоге, объем деформаций дна в каждой вогнутости за год на порядок превышает объем безвозвратно уносимого осадочного материала [1]. Работа выполнена при поддержке проекта РФФИ № 18-05-01145
1. Бабаков А.Н. Пространственно-временная структура течений и миграций наносов в береговой зоне юго-восточной Балтики (Самбийский п-ов и Куршская коса) // Дисс. канд. геогр. наук. Калининиград. Географ. фак-т. КГУ. 2003 г. 273 с.
2. Бабаков А.Н. Структура потоков наносов в юго-восточной Балтике и стратегия защиты берегов в условиях роста уровня моря // Труды II Международной научно-практической конференции “Геосистемы: Факторы развития, рациональное природопользование, методы управления” г. Туапсе, 4-8 октября 2011 г. Туапсе. C. 33-35.
3. Бойнагрян В.Р. Особенности механического осаждения в прибрежной зоне юго-восточной Балтики // Океанология. 1969. Т. IX, вып. 4. С. 661-665.
4. Болдырев В.Л., Лащенков В.М., Рябкова О.И. Эволюция западного побережья Калининградской области // Эволюция берегов в условиях поднятия уровня океана. М. 1992. С. 212-225.
5. Руководство по расчету параметров ветровых волн. Л. Гидрометеоиздат. 1969. 140 с.
6. Blazchishin A.I., Babakov A.N., Chechko V.A. Sedimentation in the litoral zone and its geoecology // Geology of the Gdansk basin. Baltic sea./ E.M. Emelyanov (еd). Kaliningrad: Yantarny skaz, 2002. P. 462 - 469
