Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Bão nhiệt đới so với sóng lạnh: đánh giá so sánh về phản ứng địa hình và sự dịch chuyển đá tảng bằng công nghệ RFID
Tóm tắt
Các sự kiện bão cực đoan ở vùng ven biển đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành hình thái của các bãi biển đá tảng. Tuy nhiên, sự dịch chuyển đá tảng và sự tiến hóa địa hình của các bãi biển đá tảng do các sự kiện bão cực đoan khác nhau, đặc biệt là những sự kiện bão nhiệt đới, vẫn chưa được hiểu rõ. Do đó, sự dịch chuyển đá tảng và phản ứng địa hình trên một bãi biển đá tảng ở Phúc Kiến, Đông Nam Trung Quốc, đã được nghiên cứu trước, trong và sau một sự kiện sóng lạnh (1–7 tháng 12 năm 2020) và trước và sau bão nhiệt đới In-Fa (19–27 tháng 7 năm 2021), một cơn bão nhiệt đới lớn. Điều này được thực hiện bằng cách theo dõi 42 viên đá tảng được gắn thẻ phân bố trong các vùng triều và siêu triều bằng công nghệ nhận dạng tần số vô tuyến (RFID) và khảo sát địa hình bằng các kỹ thuật định vị động thời gian thực. Kết quả cho thấy sự khác biệt rõ rệt trong sự dịch chuyển đá tảng ở các vùng địa hình khác nhau do các sự kiện sóng lạnh và bão, chủ yếu được xác định bởi độ lớn di chuyển, khoảng cách, hướng và phương thức vận chuyển. Sự kiện bão dẫn đến những thay đổi nhanh chóng và đáng kể trong hình thái tổng thể của bãi biển đá tảng, trong khi sự kiện sóng lạnh chỉ ảnh hưởng một cách hạn chế đến hình thái triều của bãi biển đá tảng. Cấu trúc xung quanh của các viên đá tảng, độ dốc bãi biển và độ cao bãi biển đều có ảnh hưởng kết hợp chính đối với sự dịch chuyển đá tảng dưới tác động của cùng một sự kiện cực đoan. Các yếu tố động lực thủy (lưu lượng năng lượng sóng hiệu quả, hướng sóng tới, bão dâng và mực nước) có ảnh hưởng chiếm ưu thế đến sự dịch chuyển đá tảng trong các sự kiện cực đoan khác nhau. Xét về một sự kiện đơn lẻ, độ lớn của sự dịch chuyển đá tảng do bão tạo ra lớn hơn nhiều so với sự dịch chuyển do sóng lạnh. Tuy nhiên, xét đến tần suất và thời gian của các đợt sóng lạnh trong mùa đông, tác động của nhiều đợt sóng lạnh liên tiếp đối với địa hình của bãi biển đá tảng không thể bị bỏ qua ở khu vực nghiên cứu này. Sự tương tác xen kẽ và lặp đi lặp lại giữa hai quá trình này là sự tiến hóa địa hình hoàn chỉnh của bãi biển đá tảng. Nghiên cứu này góp phần cải thiện dự đoán về phản ứng hình thái động của các bãi biển đá tảng đối với các cơn bão trong tương lai, đặc biệt là những cơn bão nhiệt đới lớn, và tạo điều kiện cho việc quản lý ven biển tốt hơn.
Từ khóa
#bão nhiệt đới #sóng lạnh #dịch chuyển đá tảng #địa hình #công nghệ RFID #vùng ven biển #sự kiện cực đoanTài liệu tham khảo
Allan J C, Hart R, Tranquili J V. 2006. The use of Passive Integrated Transponder (PIT) tags to trace cobble transport in a mixed sand-and-gravel beach on the high-energy Oregon coast, USA. Marine Geology, 232(1–2): 63–86
Autret R, Dodet G, Suanez S, et al. 2018. Long–term variability of supratidal coastal boulder activation in Brittany (France). Geomorphology, 304: 184–200, doi: https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2017.12.028
Bagnold R A. 1940. Beach formation by waves: some model experiments in a wave tank (includes photographs). Journal of the Institution of Civil Engineers, 15(1): 27–52
Brayne R P. 2016. The Relationship between nearshore wave conditions and coarse clastic beach dynamics [dissertation]. Falmouth: University of Exeter Brayne R P, Lorang M S, Naylor L A, et al. 2020. Field-based observation of the entrainment threshold of cobbles with motion loggers. Journal of Coastal Research, 95(sp1): 392–397, doi: https://doi.org/10.2112/SI95-076.1
Cai Feng, Su Xianze, Liu Jianhui, et al. 2009. Coastal erosion in China under the condition of global climate change and measures for its prevention. Progress in Natural Science, 19(4): 415–426, doi: https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2008.05.034
Chapuis M, Dufour S, Provansal M, et al. 2015. Coupling channel evolution monitoring and RFID tracking in a large, wandering, gravel-bed river: insights into sediment routing on geomorphic continuity through a riffle–pool sequence. Geomorphology, 231: 258–269, doi: https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2014.12.013
Chen Bin, Chen Zhongyuan, Stephenson W, et al. 2011. Morphodynamics of a boulder beach, Putuo Island, SE China coast: the role of storms and typhoon. Marine Geology, 283(1–4): 106–115
Corey A T. 1949. Influence of shape on the fall velocity of sand grains [dissertation]. Fort Collins: Colorado State University
Cox R. 2019. Very large boulders were moved by storm waves on the west coast of Ireland in winter 2013–2014. Marine Geology, 412: 217–219, doi: https://doi.org/10.1016/j.margeo.2018.07.016
Dickson M E, Kench P S, Kantor M S. 2011. Longshore transport of cobbles on a mixed sand and gravel beach, southern Hawke Bay, New Zealand. Marine Geology, 287(1–4): 31–42
Emery K O. 1968. Relict sediments on continental shelves of the world. AAPG Bulletin, 52(3): 445–464
Etienne S, Buckley M, Paris R, et al. 2011. The use of boulders for characterising past tsunamis: lessons from the 2004 Indian Ocean and 2009 South Pacific tsunamis. Earth-Science Reviews, 107(1–2): 76–90
Fellowes T E, Vila-Concejo A, Gallop S L, et al. 2022. Wave shadow zones as a primary control of storm erosion and recovery on embayed beaches. Geomorphology, 399: 108072, doi: https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2021.108072
Feng Shizuo. 1998. The advance of researches on storm surges. World Sci-Tech R& D (in Chinese), 20(4): 44–47
Flemming B W. 2011. Geology, morphology, and sedimentology of estuaries and coasts. In: Wolanski E, McLusky D, eds. Treatise on Estuarine and Coastal Science. Amsterdam: Elsevier Press, 7–38
Gómez-Pazo A, Pérez-Alberti A, Trenhaile A. 2021. Tracking clast mobility using RFID sensors on a boulder beach in Galicia, NW Spain. Geomorphology, 373: 107514, doi: https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2020.107514
Goto K, Miyagi K, Kawamata H, et al. 2010. Discrimination of boulders deposited by tsunamis and storm waves at Ishigaki Island, Japan. Marine Geology, 269(1–2): 34–45
Green A, Cooper A, Salzmann L. 2016. Longshore size grading on a boulder beach. Journal of Sedimentary Research, 86(10): 1123–1128, doi: https://doi.org/10.2110/jsr.2016.71
Grottoli E, Bertoni D, Ciavola P, et al. 2015. Short term displacements of marked pebbles in the swash zone: focus on particle shape and size. Marine Geology, 367: 143–158, doi: https://doi.org/10.1016/j.margeo.2015.06.006
Grottoli E, Bertoni D, Pozzebon A, et al. 2019. Influence of particle shape on pebble transport in a mixed sand and gravel beach during low energy conditions: implications for nourishment projects. Ocean & Coastal Management, 169: 171–181
Hall A M, Hansom J D, Williams D M, et al. 2006. Distribution, geomorphology and lithofacies of cliff-top storm deposits: examples from the high-energy coasts of Scotland and Ireland. Marine Geology, 232(3–4): 131–155
Hastewell L, Inkpen R, Bray M, et al. 2020. Quantification of contemporary storm-induced boulder transport on an intertidal shore platform using radio frequency identification technology. Earth Surface Processes and Landforms, 45(7): 1601–1621, doi: https://doi.org/10.1002/esp.4834
Hastewell L J, Schaefer M, Bray M, et al. 2019. Intertidal boulder transport: a proposed methodology adopting Radio Frequency Identification (RFID) technology to quantify storm induced boulder mobility. Earth Surface Processes and Landforms, 44(3): 681–698, doi: https://doi.org/10.1002/esp.4523
Hayes M O. 1967. Relationship between coastal climate and bottom sediment type on the inner continental shelf. Marine Geology, 5(2): 111–132, doi: https://doi.org/10.1016/0025-3227(67)90074-6
Huang Yusheng, Cai Chuanrong, Zhou Hong. 1992. The volcanic rocks in Pintang Island, Fujian and their plate collision tectonics. Journal of Fuzhou University (Natural Science) (in Chinese), 20(4): 99–105
Kennedy A B, Mori N, Yasuda T, et al. 2017. Extreme block and boulder transport along a cliffed coastline (Calicoan Island, Philippines) during Super Typhoon Haiyan. Marine Geology, 383: 65–77, doi: https://doi.org/10.1016/j.margeo.2016.11.004
Komar P D. 1998. Beach Processes and Sedimentation. 2nd ed. Upper Saddle River: Prentice Hall Press, 544
Leatherman S P, Zhang Keqi, Douglas B C. 2000. Sea level rise shown to drive coastal erosion. Eos, Transactions American Geophysical Union, 81(6): 55–57
Lorang M S. 2000. Predicting threshold entrainment mass for a boulder beach. Journal of Coastal Research, 16(2): 432–445
Lorang M S. 2011. A wave-competence approach to distinguish between boulder and megaclast deposits due to storm waves versus tsunamis. Marine Geology, 283(1–4): 90–97
Nandasena N A K, Paris R, Tanaka N. 2011. Reassessment of hydrodynamic equations: Minimum flow velocity to initiate boulder transport by high energy events (storms, tsunamis). Marine Geology, 281(1–4): 70–84
Naylor L A, Stephenson W J, Smith H C M, et al. 2016. Geomorphological control on boulder transport and coastal erosion before, during and after an extreme extra-tropical cyclone. Earth Surface Processes and Landforms, 41(5): 685–700, doi: https://doi.org/10.1002/esp.3900
Noormets R, Crook K A W, Felton E A. 2004. Sedimentology of rocky shorelines: 3.: hydrodynamics of megaclast emplacement and transport on a shore platform, Oahu, Hawaii. Sedimentary Geology, 172(1–2): 41–65
Nott J. 1997. Extremely high-energy wave deposits inside the Great Barrier Reef, Australia: determining the cause—tsunami or tropical cyclone. Marine Geology, 141(1–4): 193–207
Nott J. 2003a. Waves, coastal boulder deposits and the importance of the pre-transport setting. Earth and Planetary Science Letters, 210(1–2): 269–276
Nott J. 2003b. Tsunami or storm waves?—Determining the origin of a spectacular field of wave emplaced boulders using numerical storm surge and wave models and hydrodynamic transport equations. Journal of Coastal Research, 19(2): 348–356
Oak H L. 1981. Boulder beaches: a sedimentological study [dissertation]. Sydney: Macquarie University
Oak H L. 1984. The boulder beach: a fundamentally distinct sedimentary assemblage. Annals of the Association of American Geographers, 74(1): 71–82, doi: https://doi.org/10.1111/j.1467-8306.1984.tb01435.x
Oak H L. 1986. Process inference from coastal-protection structures to boulder beaches. Geografiska Annaler: Series A, Physical Geography, 68(1–2): 25–31
Oetjen J, Engel M, Schüttrumpf H. 2021. Experiments on tsunami induced boulder transport—A review. Earth-Science Reviews, 220: 103714, doi: https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2021.103714
Paris R, Naylor L A, Stephenson W J. 2011. Boulders as a signature of storms on rock coasts. Marine Geology, 283(1–4): 1–11
Pérez-Alberti A, Trenhaile A S. 2015a. An initial evaluation of drone-based monitoring of boulder beaches in Galicia, North-western Spain. Earth Surface Processes and Landforms, 40(1): 105–111, doi: https://doi.org/10.1002/esp.3654
Pérez-Alberti A, Trenhaile A S. 2015b. Clast mobility within boulder beaches over two winters in Galicia, northwestern Spain. Geomorphology, 248: 411–426, doi: https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2015.08.001
Qi Hongshuai, Cai Feng, Lei Gang, et al. 2010. The response of three main beach types to tropical storms in South China. Marine Geology, 275(1–4): 244–254
Qu Wenjun, Wang Jun, Zhang Xiaoye, et al. 2015. Effect of cold wave on winter visibility over eastern China. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 120(6): 2394–2406, doi: https://doi.org/10.1002/2014JD021958
Shu Fangfang, Cai Feng, Qi Hongshuai, et al. 2019. Morphodynamics of an artificial cobble beach in Tianquan Bay, Xiamen, China. Journal of Ocean University of China, 18(4): 868–882, doi: https://doi.org/10.1007/s11802-019-3860-3
Stolle J, Takabatake T, Hamano G, et al. 2019. Debris transport over a sloped surface in tsunami-like flow conditions. Coastal Engineering Journal, 61(2): 241–255, doi: https://doi.org/10.1080/21664250.2019.1586288
Sun Quan. 2019. Study on the characteristics of particle movement and morphodynamic process on coastal gravel beach based on the RFID tracking (in Chinese) [dissertation]. Qingdao: Ocean University of China
Weiss R. 2012. The mystery of boulders moved by tsunamis and storms. Marine Geology, 295–298: 28–33
Weiss R, Diplas P. 2015. Untangling boulder dislodgement in storms and tsunamis: is it possible with simple theories?. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 16(3): 890–898
Williams A T, Rangel-Buitrago N, Pranzini E, et al. 2018. The management of coastal erosion. Ocean & Coastal Management, 156: 4–20
Wilson K, Mohrig D. 2021. Modern coastal tempestite deposition by a non-local storm: swell-generated transport of sand and boulders on Eleuthera, The Bahamas. Sedimentology, 68(5): 2043–2068, doi: https://doi.org/10.1111/sed.12842
Wu Zuhang, Zhang Yun, Zhang Lifeng, et al. 2022. A comparison of convective and stratiform precipitation microphysics of the record-breaking typhoon in-Fa (2021). Remote Sensing, 14(2): 344, doi: https://doi.org/10.3390/rs14020344
Zhang Keqi, Douglas B C, Leatherman S P. 2004. Global warming and coastal erosion. Climatic Change, 64(1–2): 41
Zhao Peng, Jiang Wensheng. 2011. A numerical study of storm surges caused by cold-air outbreaks in the Bohai Sea. Natural Hazards, 59(1): 1–15, doi: https://doi.org/10.1007/s11069-010-9690-7