✖


Jump to content

Правило Брауна

(Перенаправлено из «Правила Брууна» )
Спад береговой линии песчаного берега на пляже Норфолк, остров Кучимулдо, Австралия

Правило Брюуна — формула для оценки величины отступания береговой линии песчаного берега в ответ на изменение уровня моря . Первоначально опубликовано в 1962 году Пером Брюуном. [1] Правило Брюуна было первым, которое выявило связь между повышением уровня моря и отступлением береговой линии . [2] Это правило представляет собой простое двумерное преобразование массы и по-прежнему широко используется для оценки отступления береговой линии в ответ на повышение уровня моря, несмотря на критику и модификации, а также наличие более сложных альтернативных моделей. [3]

Правило

[ редактировать ]

Правило Брюуна дает линейную зависимость между повышением уровня моря и спадом береговой линии , основанную на теории равновесного профиля, которая утверждает, что профиль береговой поверхности сохраняет равновесную форму, а по мере повышения уровня моря увеличивающееся пространство для размещения заставляет этот равновесный профиль двигаться к суше и вверх, чтобы сохранить свою форму. форму относительно нового уровня моря. [4] Таким образом, анализ правила Брюуна предполагает, что верхняя часть пляжа подвергается эрозии по мере продвижения профиля берега к суше, и что объем эродированного материала откладывается в море, что приводит к подъему прибрежного дна , что поддерживает постоянную глубину воды. [5] Правило Брюуна предсказывает, что побережья будет в 10-50 раз повышать уровень моря , в зависимости от наклона пляжа рецессия . [6]

Иллюстрация правила Брюуна, сделанная Научным комитетом по исследованию океана (1991 г.)

Математическая запись правила Брюуна такова:

[7] [3]

Где,

История

[ редактировать ]

В 1954 году Пер Моллер Брюун опубликовал статью. [10] описывающие профили пляжей и равновесие между берегами. [11] Развивая эти идеи, в 1962 году он опубликовал свою статью «Повышение уровня моря как причина береговой эрозии». [1] что впервые выявило связь между повышением уровня моря и понижением береговой линии равновесных профилей пляжа. [2] Его правлению не было дано названия до 1967 года, когда Шварц опубликовал «Теорию Брюуна о повышении уровня моря как причине береговой эрозии», в которой подробно описывались лабораторные и полевые испытания теории и пришел к выводу, что «отныне эта концепция будет известна как « Правило Брууна». [12]

С тех пор Пер Брюун опубликовал работы, разъясняющие ограничения и практичность своей модели, в том числе «Обзор условий использования правила эрозии Брюуна» в 1983 году. [13] и «Правило Брууна об эрозии из-за повышения уровня моря: обсуждение крупномасштабного двумерного и трехмерного использования» в 1988 году. [14] В этих публикациях описываются ограничения и практичность правила, а также подчеркивается, что, хотя эта модель намеренно является двухмерной она применяется к трехмерной среде. , на практике [13] [14] Брюун заявляет, что это правило «должно быть подвергнуто реалистичным корректировкам». [13] для практического использования.

Как признает Брюн, правило Брюуна является характерно простым правилом, и поэтому его много раз модифицировали, чтобы учесть больше факторов и чтобы его можно было точно применять в большем количестве случаев. [15] Правило Брюуна чаще всего модифицируется для учета прибрежного переноса , размыва и переноса эоловых отложений . [15] Например, Дин и Мормайер в 1983 году модифицировали это правило, чтобы оно применимо к барьерным берегам и островам, некоторые из которых подвергаются аккреции, а не эрозии. [4] [16] Розати и др. в 2013 году [15] и Дин и Хьюстон в 2016 году [17] изменили правило, чтобы учесть береговой транспорт и перемещение через берег на предполагаемую глубину закрытия. [15] [17] Кроме того, Эштон и др. в 2011 году изменил правило Брюуна для использования на скалистых берегах , [18] и Хинкель и др. в 2013 году использовал это правило как часть более широкой методологии для описания воздействия на повышение уровня моря и вокруг них в приливных заливах . [19] Самая большая проблема, которая остается, по-видимому, заключается в том, чтобы изолировать влияние повышения уровня моря на морфологию пляжа от совокупного воздействия энергии волн, приливных течений, действия ветра, поступления отложений, типов отложений и размера частиц, среди прочего. [20] [11]

В различных формах и в сочетании с другими моделями правило Брюуна теперь используется для оценки реакции береговой линии на повышение уровня моря во всем мире. [6] Правило Брюуна применялось к побережьям, в том числе Каспийского моря . [21] Корейский полуостров , [22] Шуйдун Бэй, [23] Норфолк , [24] Род-Айленд , [25] Флорида , [26] Аккра , [27] и Гавайи . [7]

Критика

[ редактировать ]

Влияние изменения климата на пляжи сложно точно смоделировать, поскольку это междисциплинарный предмет, который включает в себя науку об океане , земле и атмосфере , а также гражданское строительство и политику . [28] Надежные оценки воздействия изменения климата в прибрежных районах необходимы для поддержки эффективных стратегий адаптации с целью подготовки растущих прибрежных сообществ и создания ценных прибрежных активов. [29] В результате модели для оценки береговой эрозии в результате повышения уровня моря, включая правило Брюуна и модели, основанные на правиле Брюуна, постоянно пересматриваются и обновляются. [7] [8] [9] Правило Брюуна стало центром многих академических дебатов. [19]

В ответ на присущие ему предположения правило Брюуна подверглось широкой критике. [4] [7] [9] [29] [30] [31] [11] Некоторые из наиболее критикуемых предположений правила включают отсутствие градиентов в прибрежном переносе наносов , существование глубины закрытия, закрытого баланса наносов и наличие достаточных источников песка . [4] В 2015 году Андерсен и др. назвал правило Брууна «само по себе... практически непригодным для использования в прибрежных районах открытого океана». [7] из-за своих предположений о физической окружающей среде. [7]

Одним из широко критикуемых предположений правила Брюуна является утверждение о том, что чистые эффекты прибрежного транспорта пренебрежимо малы. [4] [7] [11] как правило, по определению это двумерная модель поперечного берега, которая не учитывает третье измерение вдоль берега. [3] Однако эти прибрежные воздействия могут быть основной причиной отложений эрозии или отложения вдоль пляжей, доминируя над морфологией береговой линии и даже маскируя последствия повышения уровня моря, как описано в модели Брууна. [4] [7]

Еще одно подвергнутое критике предположение — существование «глубины замкнутости». Глубиной замыкания считается глубина воды, за пределами которой не происходит существенных изменений уровня дна, и обычно принимают за границу между верхним берегом, характеризующимся прибойными волнами и барами , и нижним берегом, характеризующимся необрушивающимися волнами. и отсутствие баров. [4] Правило Брюуна предусматривает, что через эту границу не происходит значительного переноса наносов , однако эффективность этой концепции на практике обсуждается. [4] [11] Альтернативная модель R-DA, предложенная Дэвидсоном-Арноттом, [20] основано на тех же предположениях, что и правило Брюуна, за исключением того, что оно признает значительный перенос отложений между верхней и нижней береговой линией, предполагая, что осадки размываются с нижней береговой линии и переносятся на верхнюю береговую линию для поддержания равновесного профиля, и что в результате происходит миграция глубины замыкания вверх и к суше с повышением уровня моря. [4] [20]

Купер и Пилки прямо критиковали правило Брюуна, опубликовав в 2004 году статью под названием «Подъем уровня моря и отступление береговой линии: время отказаться от правила Брюуна». [11] который регулярно цитируется в последующей литературе. [11] Они утверждают, что, несмотря на широкую критику, первоначальное правило Брюуна продолжает применяться в неподходящих контекстах, как это отметил Брюун. [14] и экспериментальная история, а также то, что правило Брюуна и сопутствующие ему противоречивые предположения включены в более поздние модели, претендующие на более глубокое понимание поведения прибрежных зон. [32] Купер и Пилки описывают использование правила Брюуна как «подход «одна модель подходит всем»». [11] к целому ряду сложных прибрежных условий, описание которых невозможно. [11] Они перечисляют три основные причины, по которым правило «не работает»: [11] его ограничительные предположения, упущение важных переменных и использование устаревших и ошибочных концепций. [11] Они описывают ограничительные допущения правила как закрытый баланс материалов, который игнорирует чистый прибрежный транспорт , и отсутствие аккреционного компонента, который предполагает, что повышение уровня моря всегда приводит к рецессии пляжей , что в совокупности ограничивает использование правила небольшим количеством побережий. [11] Купер и Пилки перечисляют пропущенные переменные, такие как наличие обнажений или донных течений , влияние континентального шельфа склона на скорость отступления, обратные связи для конкретного участка, а также весьма изменчивые модели береговой эволюции в тысячелетних временных масштабах , а также устаревшие и ошибочные концепции. на которую полагаются как на универсальную теорию профиля равновесия, глубину замыкания и ту неподтвержденную идею о том, что крутизна береговой линии влияет на скорость отступления берега. [11] Они «приходят к выводу, что [правило Брюуна] изжило свою полезность и от него следует отказаться», [11] однако их критиковали за отсутствие «значимой альтернативы». [15] к правилу.

В своих бумагах [1] [13] [14] Брюун не представил строгого математического вывода своего правила, что вызвало замешательство в исследовательском сообществе . [16] Например, Розен в 1978 году, Эллисон и Шварц в 1981 году, Дин и Мормейер в 1983 году, а также Чжан, Дуглас и Лезерман в 2004 году математически вывели правило Брюуна по-разному, с разногласиями по поводу допущений и ограничений правила Брюуна, уникальных для их собственные производные. [16] Однако последняя редакция Zhang et al. [16] представляет альтернативный вывод, показывающий, что «несмотря на то, что модель Брюуна очень проста, она имеет значительную общность». [16]

Некоторые полевые и лабораторные испытания подтвердили правило Брюуна, хотя заявленные в этих публикациях экспериментальные недостатки подверглись критике. [7] Среди прочих Ранасингхе и Стив в 2009 году [3] и позже Андерсен и др. в 2015 году, [7] пришли к выводу, что «ни одно исследование не привело к всесторонней и общепризнанной проверке модели Брунна». [7] Тем не менее, существует почти консенсус в отношении того, что базовая качественная модель рецессии береговой линии верна. [3] [7] [5] несмотря на то, что количественные данные, полученные из правила Брюуна, называют «очень грубыми приближениями». [7] или «широко ориентировочные оценки». [3] Несмотря на эту критику, правило Брюуна славится своей простотой, и «простой и жизнеспособной альтернативы не существует». [15]

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б с Брюун, П. (1962). «Повышение уровня моря как причина береговой эрозии». Журнал Американского общества инженеров-строителей, посвященный водным путям и гаваням . 88 : 117–130.
  2. ^ Перейти обратно: а б Грилли, Аннетт; Сполдинг, Малкольм Л.; Окли, Брайан А.; Дэймон, Крис (19 апреля 2017 г.). «Картирование прибрежных рисков на следующее столетие, включая повышение уровня моря и изменения береговой линии: применение к Чарльстауну, Род-Айленд, США». Природные опасности . 88 (1): 389–414. дои : 10.1007/s11069-017-2871-x . ISSN   0921-030X . S2CID   54176474 .
  3. ^ Перейти обратно: а б с д и ж Ранасингхе, Рошанка; Стив, Марсель Дж. Ф. (16 мая 2009 г.). «Подъем уровня моря и отступление береговой линии» . Климатические изменения . 97 (3–4): 465–468. Бибкод : 2009ClCh...97..465R . дои : 10.1007/s10584-009-9593-3 . ISSN   0165-0009 .
  4. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я Агаард, Троэльс; Соренсен, Пер (2 января 2012 г.). «Реакция профиля побережья на повышение уровня моря: процессный подход». Процессы на поверхности Земли и формы рельефа . 37 (3): 354–362. Бибкод : 2012ESPL...37..354A . дои : 10.1002/особенно 2271 . ISSN   0197-9337 . S2CID   128939907 .
  5. ^ Перейти обратно: а б Рабочая группа 89 Научного комитета по исследованию океана (СКОР) (лето 1991 г.). «Реакция пляжей на изменения уровня моря: обзор прогнозирующих моделей». Журнал прибрежных исследований . 7 : 895–921 – через JSTOR. {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  6. ^ Перейти обратно: а б Ле Козанне, Гонери; Гарсин, Мануэль; Йейтс, Марисса; Идье, Дебора; Мейсиньяк, Бенуа (ноябрь 2014 г.). «Подходы к оценке недавнего воздействия повышения уровня моря на изменения береговой линии» . Обзоры наук о Земле . 138 : 47–60. Бибкод : 2014ESRv..138...47L . doi : 10.1016/j.earscirev.2014.08.005 . ISSN   0012-8252 .
  7. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н Андерсон, Тиффани Р.; Флетчер, Чарльз Х.; Барби, Мэтью М.; Фрейзер, Л. Нил; Ромин, Брэдли М. (18 марта 2015 г.). «Удвоение береговой эрозии при повышении уровня моря к середине века на Гавайях». Природные опасности . 78 (1): 75–103. дои : 10.1007/s11069-015-1698-6 . ISSN   0921-030X . S2CID   51683359 .
  8. ^ Перейти обратно: а б Барон, Хизер М.; Руджеро, Питер; Вуд, Натан Дж.; Харрис, Эрика Л.; Аллан, Джонатан; Комар, Пол Д.; Коркоран, Патрик (13 сентября 2014 г.). «Включение изменения климата и морфологической неопределенности в оценки опасности изменения прибрежных зон» . Природные опасности . 75 (3): 2081–2102. дои : 10.1007/s11069-014-1417-8 . ISSN   0921-030X .
  9. ^ Перейти обратно: а б с Ролласон, Р.; Паттерсон, Д.; Хаксли, К. (2010). Оценка реакции береговой линии на повышение уровня моря: альтернатива правилу Брюуна (PDF) . Прибрежная конференция Нового Южного Уэльса.
  10. ^ Брюун, Пер (1954). «Эрозия побережья и развитие пляжных профилей». Технический меморандум . 44:82 .
  11. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н Купер, Дж. Эндрю Г.; Пилки, Оррин Х. (ноябрь 2004 г.). «Подъем уровня моря и отступление береговой линии: время отказаться от правила Брюуна». Глобальные и планетарные изменения . 43 (3–4): 157–171. Бибкод : 2004GPC....43..157C . дои : 10.1016/j.gloplacha.2004.07.001 . ISSN   0921-8181 .
  12. ^ Шварц, Морис (1967). «Теория Брюуна о повышении уровня моря как причина береговой эрозии». Журнал геологии . 75 (1): 76–92. Бибкод : 1967JG.....75...76S . дои : 10.1086/627232 . JSTOR   30084988 . S2CID   129215193 .
  13. ^ Перейти обратно: а б с д Бруун, Пер (февраль 1983 г.). «Обзор условий использования правила эрозии Брюуна». Береговая инженерия . 7 (1): 77–89. дои : 10.1016/0378-3839(83)90028-5 . ISSN   0378-3839 .
  14. ^ Перейти обратно: а б с д Брюун, Пер (07 октября 1988 г.). «Правило Брюуна об эрозии из-за повышения уровня моря: дискуссия о крупномасштабном двумерном и трехмерном использовании» . Журнал прибрежных исследований . 4 (4). ISSN   0749-0208 . Архивировано из оригинала 31 мая 2019 г. Проверено 9 ноября 2018 г.
  15. ^ Перейти обратно: а б с д и ж Розати, Дж.; Дин, Р.; Уолтон, Т. (2013). «Измененное правило Брюуна распространено на наземный транспорт» . Морская геология . 340 : 71–81. Бибкод : 2013МГеол.340...71Р . дои : 10.1016/j.margeo.2013.04.018 . S2CID   13792861 .
  16. ^ Перейти обратно: а б с д и Чжан, Кэци; Дуглас, Брюс С.; Лезерман, Стивен П. (май 2004 г.). «Глобальное потепление и прибрежная эрозия». Климатические изменения . 64 (1/2): 41–58. doi : 10.1023/b:clim.0000024690.32682.48 . ISSN   0165-0009 . S2CID   154185819 .
  17. ^ Перейти обратно: а б Дин, Р.Г.; Хьюстон-младший (август 2016 г.). «Определение реакции береговой линии на повышение уровня моря». Береговая инженерия . 114 : 1–8. дои : 10.1016/j.coastaleng.2016.03.009 . ISSN   0378-3839 .
  18. ^ Эштон, Эндрю Д.; Уокден, Майк Дж. А.; Диксон, Марк Э. (июнь 2011 г.). «Равновесная реакция скалистых побережий на изменения скорости повышения уровня моря». Морская геология . 284 (1–4): 217–229. Бибкод : 2011МГеол.284..217А . дои : 10.1016/j.margeo.2011.01.007 . ISSN   0025-3227 .
  19. ^ Перейти обратно: а б Хинкель, Йохен; Николлс, Роберт Дж.; Тол, Ричард С.Дж.; Ван, Чжэн Б.; Гамильтон, Жаклин М.; Бут, Гербен; Вафеидис, Афанасиос Т.; Макфадден, Лорейн; Ганопольский, Андрей (декабрь 2013 г.). «Глобальный анализ эрозии песчаных пляжей и повышения уровня моря: применение DIVA». Глобальные и планетарные изменения . 111 : 150–158. Бибкод : 2013GPC...111..150H . дои : 10.1016/j.gloplacha.2013.09.002 . ISSN   0921-8181 .
  20. ^ Перейти обратно: а б с Дэвидсон-Арнотт, Робин Г.Д. (ноябрь 2005 г.). «Концептуальная модель воздействия повышения уровня моря на песчаные побережья» . Журнал прибрежных исследований . 216 : 1166–1172. дои : 10.2112/03-0051.1 . ISSN   0749-0208 . S2CID   129063968 .
  21. ^ Нешаи, М.А. Лаште; Ганбарпур, Ф. (26 мая 2017 г.). «Влияние повышения уровня моря на морфологию пляжей побережья Каспийского моря». Границы структурного и гражданского строительства . 11 (4): 369–379. дои : 10.1007/s11709-017-0398-6 . ISSN   2095-2430 . S2CID   135213801 .
  22. ^ Ли, Хи Джун; Йи, привет-ил (март 2018 г.). «Градиент морского дна, контролирующий скорость переноса прибойного песка на берег во время отступления от пляжа из-за повышения уровня моря». Журнал науки об океане . 53 (1): 133–142. Бибкод : 2018OSJ....53..133L . дои : 10.1007/s12601-017-0056-x . ISSN   1738-5261 . S2CID   134321539 .
  23. ^ Чжан, Сяолин; Дай, Чжицзюнь; Чу, Ао; Ду, Цзиньчжоу (30 августа 2013 г.). «Воздействие относительного повышения уровня моря на отложения на берегу, залив Шуйдун, Южный Китай». Экологические науки о Земле . 71 (8): 3503–3515. дои : 10.1007/s12665-013-2740-1 . ISSN   1866-6280 . S2CID   129371164 .
  24. ^ Диксон, Марк Э.; Уокден, Майк Дж. А.; Холл, Джим В. (2007). «Системное воздействие изменения климата на разрушающийся прибрежный регион в XXI веке». Климатические изменения . 84 (2): 141–166. Бибкод : 2007ClCh...84..141D . дои : 10.1007/s10584-006-9200-9 . S2CID   128884404 .
  25. ^ Грилли, Аннетт; Сполдинг, Малкольм Л.; Окли, Брайан А.; Дэймон, Крис (2017). «Картирование прибрежных рисков на следующее столетие, включая повышение уровня моря и изменения береговой линии: применение к Чарльстауну, Род-Айленд, США». Природные опасности . 88 : 389–414. дои : 10.1007/s11069-017-2871-x . S2CID   54176474 .
  26. ^ Хьюстон, младший; Дин, Р.Г. (июль 2014 г.). «Изменение береговой линии на восточном побережье Флориды». Журнал прибрежных исследований . 296 (4): 647–660. doi : 10.2112/jcoastres-d-14-00028.1 . ISSN   0749-0208 . S2CID   128775283 .
  27. ^ Появление Аддо, К.; Уокден, М.; Миллс, JP (2008). «Обнаружение, измерение и прогнозирование спада береговой линии в Аккре, Гана». Журнал фотограмметрии и дистанционного зондирования ISPRS . 63 (5): 543–558. Бибкод : 2008JPRS...63..543A . дои : 10.1016/j.isprsjprs.2008.04.001 .
  28. ^ Витоусек, Шон; Барнард, Патрик Л.; Лимбер, Патрик (2017). «Могут ли пляжи пережить изменение климата?» . Журнал геофизических исследований: Поверхность Земли . 122 (4): 1060–1067. Бибкод : 2017JGRF..122.1060V . дои : 10.1002/2017jf004308 . ISSN   2169-9003 .
  29. ^ Перейти обратно: а б Ранасингхе, Рошанка (2016). «Оценка воздействия изменения климата на открытые песчаные побережья: обзор» . Обзоры наук о Земле . 160 : 320–332. Бибкод : 2016ESRv..160..320R . doi : 10.1016/j.earscirev.2016.07.011 . ISSN   0012-8252 .
  30. ^ Ранасингхе, Рошанка; Каллаган, Дэвид; Стив, Марсель (2012). «Оценка рецессии побережья из-за повышения уровня моря: за пределами правила Брюуна» . Климатические изменения . 110 (3–4): 561–574. Бибкод : 2012ClCh..110..561R . дои : 10.1007/s10584-011-0107-8 .
  31. ^ Аткинсон, Александр; Бэлдок, Том; Биррьен, Флоран; Дэвид, Каллаган; Нильсен, Питер; Бойзен, Томас; Тернер, Ян; Бленкинсопп, Крис; Ранасингхе, Рошанка (2018). «Лабораторное исследование правила Брюуна и реакции пляжа на повышение уровня моря» . Береговая инженерия . 136 (4): 183–202. дои : 10.1016/s0378-3839(98)00043-x . ISSN   0378-3839 – через Elsevier Science Direct.
  32. ^ Френч, Джон; Пайо, Андрес; Мюррей, Брэд; Орфорд, Джулиан; Элиот, Мэтт; Коуэлл, Питер (март 2016 г.). «Соответствующая сложность для прогнозирования прибрежного и устьевого геоморфического поведения в масштабах от десятилетия до столетия» . Геоморфология . 256 : 3–16. Бибкод : 2016Geomo.256....3F . дои : 10.1016/j.geomorph.2015.10.005 . ISSN   0169-555X .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Bruun_rule&oldid=1209670481"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: edd94e2a77ebfbb42862b966cdb7a5d7__1708640820
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/ed/d7/edd94e2a77ebfbb42862b966cdb7a5d7.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Bruun rule - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)