Large-scale transgressive coastal dune behaviour in Europe during the Little Ice Age

The Little Ice Age is the most noted climatological event in recent history with dramatic consequences for a large part of the western European coastal landscape. A major morphological feature associated with this event is the presence of large-scale transgressive dune fields that actively advanced inland, encroaching, in some cases, human settlements and directly affecting coastal communities. Several hypotheses exist to explain the formation of such features, which purport increased storminess, sea-level changes, or human activities as the major drivers of the relatively well-documented enhanced aeolian activity during this event. However, these hypotheses do not explain entirely the whole process by which dunes are set into movement. Here, we show the temporal and spatial distribution of this event in terms of impact over the coast, focusing on the mobilization of coastal dunes and then elaborate a new conceptual model that explains the onset and evolution pathways of coastal dunes after the impact of the Little Ice Age. Our model proposes the combined effect of storms and other parameters to explain the initiation phases of the process, when sand becomes available and blown by the very strong winds associated with documented higher frequency and intensity of storms occurring during this period.Natural Environment Research Council NE/F019483/1 NERC Geophysical Equipment Facility 1082 "FCT Investigator" program IF/01047/2014info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersio

Los modelos de propagación de oleaje, simulación morfodinámica y las TIG

La complejidad de la zona litoral y la diversidad de actividades socio-económicas y de procesos que soporta requieren de información detallada sobre las condiciones de los motores y receptores del medio morfodinámico, siendo las condiciones energéticas de los motores dinámicos (oleaje, deriva, etc.) los parámetros con más peso en el modelado y evolución de la costa. De las distintas teorías de generación y propagación de olas se pueden obtener modelos analíticos y descripciones de las características para la mayoría de tipo de olas. Además, los extraordinarios avances tecnológicos han revolucionado no solo el desarrollo computacional de soluciones numéricas para las ecuaciones que gobiernan las teorías de propagación del oleaje sino de instrumentos (software y modelos de generación y manejo de datos de input, output y propagación) para su integración en sistemas físicos complejos. Con este artículo se lleva a cabo una revisión de los diferentes modelos que se han desarrollado para explicar el fenómeno de generación y propagación de oleaje. Los modelos de propagación del oleaje se pueden dividir en dos grandes grupos; por un lado a) los modelos simples (modelos analíticos, y empíricos) y b) los modelos complejos que necesitan del uso de modelos numéricos computacionales. Estos últimos, se clasifican a su vez, en función de cómo resuelven las distintas ecuaciones implicadas en la generación y propagación del oleaje en: modelos espectrales, modelos de conservación del momento y modelos basados de ecuación de Boussinesq. Finalmente se introduce la problemática de la compatibilidad y capacidad de integración en los diferentes sistemas de información geográfica y herramientas TIG, siendo esta una de las asignaturas pendientes de cara a la explotación interoperable de los modelos y sus resultados.The complexity of the coastal zone and the diversity of socioeconomic activities and processes that support and maintain requires of detail information about the dynamic factors and the morphodynamic receptors that are acting. From the wave theories, analytical models and characteristic can be obtained for almost any type of wave generated in the ocean. Additionally, the latest technological advances have transformed, not only the computational development of numerical solutions for the equations that govern the generation and propagation of waves, but also the instruments (numerical models for generation, management of input/ output and propagation) for its integration in complex systems. In this communication, a review of different existing models of wave generation and wave propagation has been carried out. Wave models could be divided into two groups: a) Simple models (analytical and empirical models) and b) complex models that depend on numerical and computational models. These latter models, which deal with wave generation and propagation can be classified in spectral models, mild slope equation models and Boussinesq formulation´s based models. Finally the problem related to the compatibility and integration between the existing geographical information systems and TIGs tools and the wave propagation models, is approached, being this issue one of the matters pending for the interoperable exploitation of these models and their results

Processes and coastal dynamics in the Ensenada de Marbella: recent morphosedimentary evolution

La Ensenada de Marbella ha experimentado en las últimas décadas cambios físicos y socio-económicos sustanciales debidos fundamentalmente a una transformación en el modelo económico y un desarrollo acusado del turismo residencial y todos los impactos en los usos del suelo relacionado con ello. Sin embargo, las causas de la alteración de la dinámica litoral también hay que buscarlas en cambios en la morfología del nearshore y en la dinámica sedimentaria. Para analizar la morfodinámica de la ensenada en varios escenarios temporales, simulaciones de oleaje sobre batimetrías del 1888 y actuales revelan cambios importantes en los patrones dispersión de la energía y el funcionamiento de la bahía a través de complejas células litorales de transporte. El análisis de los procesos dinámicos en la zona del nearshore y el estudio volumétrico a través de modelos de batimetrías secuenciales muestran como dichos cambios morfológicos de los fondos costeros pueden o no estar relacionados con cambios a largo plazo en la línea de costa, y por tanto ser co-responsables de los procesos de erosión y acreción acelerados evidentes a lo largo de la Ensenada

Identification and analysis of wave energy events as triggering variables of coastal erosion processes at regional scale

El clima marítimo desempeña un papel clave en la evolución y estado morfodinámico de la costa. Particularmente, los eventos de alta energía y, entre ellos los temporales, son uno de los responsables de los grandes cambios en la costa a escalas temporales cortas (procesos erosivos y de acreción). La costa de Andalucía, situada en la confluencia del Atlántico y el Mediterráneo, es geomorfológicamente compleja y diversa lo que se traduce en la existencia de unidades litorales con comportamientos morfodinámicos variados. Mediante el análisis conjunto de los eventos y temporales ocurridos en los últimos 50 años se investigan las variables explicativas responsables de la erosión ocurrida en la costa Andaluza para 5 periodos comprendidos entre 1956 y 2011, en el marco del proyecto Nacional “E_Coastand II”. Metodológicamente se han definido, analizado y cuantificado los eventos y temporales ocurridos en aguas profundas (red SIMAR) en base al clima medio y extremo para ambos sectores costeros a través de la altura significante de ola, la duración y dirección del evento. La integración y modelado de los datos brutos y calculados (Índice de Potencia de Oleaje) en una base de datos espacial (PostgreSQL/PostGIS) permite el análisis de los eventos de alta energía a través de consultas SQL espaciales (modificando en tiempo real los parámetros que los definen), así como acceder a su representación gráfica en un Geovisor web. A su vez, la incorporación en este Geovisor permitirá al usuario el análisis espacial y temporal conjunto de las tasas de erosión de playas y sus variables explicativas, en este caso las derivadas del clima marítimo.Wave climate plays a key role in the evolution and morphodynamic beach state. Particularly, high energy events and wave storms drive beach changes at short term scales (erosion and accretion processes). The Andalusian coast, in the confluence between the Atlantic and the Mediterranean sea, is from a geomorphological point of view complex and diverse leading to the presence of coastal units with opposite morphodynamic behaviour. Through the joint analysis of high energy events and storms occurred during the past 50 years, we investigate the main drivers of the erosion occurred between 1956 and 2011, within the framework of the National Ministry Project “E_Coastand II”. The methodology comprises the definition, analysis and quantification of offshore events and storms (by using the SIMAR network) based on the mean and extreme wave climate for each sectors (by using the significant wave height, duration and event orientation). The integration and modelling of raw and calculated data (e.g. Wave Storm Power) on a spatial database (PostgreSQL/PostGIS) allows a detailed analysis through SQL petitions (by modifying in real time the parameters) and its graphical representation on a web Geoviewer. Furthermore, the integration on a web viewer will facilitate the end user a combined spatial and temporal analysis of the beach erosion rates and their explicative variables (drivers), in this particular case the ones derived from the maritime climate

Shoreface mesoscale morphodynamics: a review

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Spatial and temporal variability of shorefaces: A morpho-hydrodynamic controlled system

Shorefaces are transitional zones between the shelf and surfzone/beach systems. They are subdivided into ‘upper’ and ‘lower’ shoreface sectors which display particular morphodynamic behaviour, with the upper shoreface morphologically active over short (annual) time scales, and the lower shoreface evolving over much longer time scales (decadal and beyond). We examine morphodynamics using three distinct examples from the high-energy coast of Ireland. Numerical wave modelling (SWAN) is used to characterize wave energy dissipation across the shoreface. Our results show that zonation patterns and the physical extent of shorefaces display distinct spatial as well as temporal variations. The shoreface’s physical limits and internal zonation patterns are driven by the combination of local wave forcing and pre-existing shoreface morphology. Shoreface behaviour therefore, falls within a spectum between gradual and intensive wave energy dissipation. We show that particular seabed morphology controls the extent of, as well as the bed shear stress distribution across the shoreface. This can have significant implications for any adjoining beach systems as waves arriving at the surf zone acquire specific characteristics depending on the shoreface configuration, even under similar offshore wave conditions. Additionally, the variation of shoreface extent impacts the volume of sediment available for transport, both to the nearshore zone as well as local beach systems. The influence of shoreface morphology is therefore an important, but largely overlooked element in the study of mesoscale coastal behaviour as well as coastal response to global climate change and secular sea-level rise.