Mofrolitodynamika plaży w rejonie Cypla

Mofrolitodynamika plaży w rejonie Cypla Rewskiego
mgr Alicja Hańćkowiak, dr Agnieszka Kubowicz-Grajewska
WPROWADZENIE
Z pewnością każdy okoliczny
mieszkaniec świadomy jest istnienia
Cypla Rewskiego (Rys.1.). Najdalej
na północ wysunięty fragment Gminy
Kosakowo, położony jest pomiędzy
zewnętrzną, a wewnętrzną
częścią
Zatoki Puckiej. Choć może nie każdy,
zdaje sobie sprawę z unikalności tego
miejsca, które jest jedną z najbardziej
atrakcyjnych form geologicznych gminy.
Zawdzięcza
to
akumulacyjnemu
charakterowi plaży, której przyrost
związany jest z napływem osadów wraz z
prądem
wzdłużbrzegowym
oraz
działalnością fal przyboju. Materiał ten
pochodzi głównie z abrazji pobliskich
wybrzeży klifowych (Kępy Puckiej i
Kępy Oksywskiej) oraz z ujścia Rzeki
Redy.
Rys. 1. Lokalizacja Cypla Rewskiego (Zdjęcie satelitarne 17.05.2013 r. LandSat - zmienione)
Tłumacząc znaczenie słowa morfolitodynamika, odnosimy się do procesów w rejonie strefy brzegowej, gdzie pod wpływem
czynników meteorologicznych i hydrologicznych, jak chociażby zmian wysokości poziomu wód, dochodzi do przemieszczania
osadów, co sprzyja ciągłej ewolucji wybrzeża. Dzięki wyżej wymienionym czynnikom, w obrębie Cypla Rewskiego, widoczne
są zmiany długości, szerokości, wysokości oraz powierzchni plaży.
Na podstawie badań, na potrzeby pracy magisterskiej
w latach 2013-2015, określono sezonowe zmiany stanu
i tendencji rozwojowych plaży Cypla Rewskiego.
Uwzględniono rozwój rzeźby plaży w odmiennych
sytuacjach hydrometeorologicznych tj. 3 marca 2014 r., 31
maja 2014 r. oraz 30 sierpnia 2014 r., wyznaczając 12
stałych, prostopadłych do cypla profili (Rys.2.). Profile od
1 do 6 wykonane zostały w poprzek cypla, natomiast
profile PI-PIII i GI-GIII po obu jego stronach (Rys.2.).
Dodatkowo wykonano 11 pomiarów linii wody wokół
Cypla Rewskiego, w sytuacjach ekstremalnych warunków
pogodowych, trakcie trwania orkanów Xawery (grudzień
2013 r.), Aleksandra (grudzień 2014 r.), Feliks (styczeń
2015 r.) oraz po ich ustąpieniu, co pozwoliło na zebranie
danych
określających
wpływ
kierunku
wiatru
i maksymalnych wezbrań sztormowych na dynamikę zmian
morfologicznych w rejonie cypla.
DYNAMIKA ZMIAN MORFOLOGICZNYCH PLAŻY
ZATOKA PUCKA
WEWNĘTRZNA
ZATOKA PUCKA
ZEWNĘTRZNA
Rys.2. Lokalizacja profili plaży (Fot. Bógdał 2010 - zmienione)
Porównując profile położone od strony Zatoki Puckiej
zewnętrznej (GI, GII, GIII) z profilami znad Zalewu
Puckiego (PI, PII, PIII) – możemy wnioskować
o różnorodnej energetyce środowiska dla obu rejonów
(Rys.3.). Profile brzegu od strony wewnętrznej Zatoki
Puckiej, są spłaszczone, charakterystyczne dla brzegów
zatokowych, o wysokości nie przekraczającej 1 m n.p.m.,
w górnej części profilu. Ze względu na płytszą i mniej
dynamiczną część zatoki, plaża poprzecinana jest
rozległymi lagunami. Profile Zatoki Puckiej zewnętrznej,
są bardziej strome, o wysokości w górnej części profilu
sięgającej 1,5 m n.p.m.. Zmiany morfologiczne
występujące w strefie brzegu Zatoki Puckiej zewnętrznej
wskazują na wyższą energetykę zachodzących tam
procesów brzegowych. Można zauważyć podcięcia
abrazyjne
spowodowane
nadbiegającymi
falami.
W zmianach morfologicznych występujących w obrębie
badanego odcinka brzegu, zaznacza się pewna sezonowość.
Okresy sztormowe prowadzą do abrazji i wystromienia
brzegu, natomiast sezon wiosenno-letni (posztormowy),
powoduje wzrost miąższości osadów plaży oraz
wygładzenie profilu. Związane jest to ze zmienną
intensywnością falowania i zasięgiem napływu wód na
brzeg.
Rys. 3. Zmiany morfologiczne plaży – a), b) profil GI; c), d) profil GII; e), f) profil GIII; g), h) profil PI; i), j) profil PII; k), l) profil PIII widok w kierunku krańca Cypla Rewskiego
DYNAMIKA ZMIAN KSZTAŁTU CYPLA
REWSKIEGO
Plaża Cypla Rewskiego jest formą, której szerokość,
długość i kształt zależny jest od ciągłych zmian warunków
hydrometeorologicznych. Wyniki prac terenowych
potwierdziły wpływ zmienności tych czynników, na
dynamikę zmian w strefie brzegowej mierzei. Profile od 1
do 6 (Rys.2., Rys.4.) wyznaczone prostopadle do osi cypla,
obrazują zmiany szerokości, kształtu oraz wysokości
względnej plaży w trzech okresach pomiarowych (marzec,
maj, sierpień - 2014).
Rys. 4. Zmiany morfologiczne plaży – a), b) profil 1; c), d) profil 2; e), f) profil 3; g), h) profil 4; i), j) profil 5 – widok w kierunku Rewy;
k), l) profil 6 – widok w kierunku krańca Cypla Rewskiego
Maksymalne wartości szerokości plaży, w okresie
badań zarejestrowano na profilu 1, położonym u nasady
cypla. Idąc na północ w kierunku profilu 6, szerokość cypla
wyraźnie się zmniejsza (Rys.4.).
Zarys rzeźby cypla jest również sezonowo zmienny.
Profile od strony Zatoki Puckiej wewnętrznej, wykazują
łagodne nachylenie w stronę morza (Rys.4.). Cechą
charakterystyczną jest występowanie wyraźnego wału
brzegowego, który poprzedzony jest szeroką laguną.
Potwierdza to niską energetykę falowania w tym rejonie.
Profile leżące po stronie Zatoki Puckiej zewnętrznej
cechuje stromy spadek w kierunku linii wody, świadczący
o wysokiej dynamice w strefie przyboju. Wraz ze wzrostem
wpływu siły falowania, następuje zmniejszenie wysokości
i spłaszczenie profili w obrębie cypla. Zmianie rzeźby
towarzyszy również zmiana ukierunkowania formy cypla.
Najbardziej dynamiczne zmiany obrazuje Profil 6, jego
wynurzenie w marcu, można było zaobserwować tylko
ze względu na niski poziom morza (Rys.4k.). Pozwala to na
stwierdzenie, że w przypadku podniesienia poziomu wody
w tym okresie o kilkanaście centymetrów, plaża byłaby
całkowicie podtopiona. Największym spłaszczeniem
profili, charakteryzował się pomiar letni, zaś największym
zróżnicowaniem pomiar zimowy, który związany jest
z dynamicznym okresem sztormowym. Stopniowy wzrost
miąższości osadów na cyplu, począwszy od zimy, świadczy
o akumulacyjnym charakterze tego rejonu, z tendencją do
odbudowy w okresach posztormowych. Biorąc pod uwagę
zmiany wysokości względnej plaży wzdłuż osi cypla,
największą wysokość zaobserwowano latem u jego nasady
(1,25 m), najniższą – w marcu w części najdalej wysuniętej
w morze, w rejonie profilu 6 (Rys.5.). Znaczne zmiany
wysokości względnej wzdłuż osi cypla, zarejestrowane
zarówno
w
trakcie
jednostkowych
pomiarów,
jak i w porównaniu tych pomiarów względem siebie
(Rys.5.), podyktowane są odmiennością warunków
hydrodynamicznych, występujących po obu jego stronach.
Względna wysokość plaży [m]
Zmiany wysokości względnej wzdłuż Cypla Rewskiego
1,3
1,1
0,9
0,7
0,5
0,3
0,1
-0,1
1
2
02.03.2014 r. [p.m. = 489 cm]
3
4
Numer profilu
31.05.2014 r. [p.m. = 494 cm]
5
6
30.08.2014 r. [p.m. =547 cm]
Rys.5. Zmiany wysokości względnej wzdłuż osi Cypla Rewskiego w poszczególnych sezonach pomiarowych
Zmiany
długości
Cypla
Rewskiego, w okresie normalnej
i
ekstremalnej
dynamiki
procesów brzegowych, określono
na podstawie rejestracji linii
wody przy użyciu GPS. Pomiary
wykonano 11-krotnie (lata 20132015). Na podstawie danych
wprowadzonych
do programu
kompatybilnego z urządzeniem,
GPS, sporządzono zarys linii
wody i wyliczono długość cypla,
uwzględniając punkt początkowy
o stałej pozycji geograficznej
(N 54° 38.091'' E 18° 30.840'' –
pomnik w kształcie krzyża).
Ze względu na istotny wpływ
wahań poziomu morza na
hydrodynamikę strefy brzegowej
i zasięg falowania, dodatkowo
zestawione zostały dane z okresu
poprzedzającego
pomiar
(Rys.6.).
Rys.6. Wahania wysokości poziomu wód
z okresu poprzedzającego pomiary linii
wody dla wszystkich badań terenowych
Cypel Rewski w okresie posztormowym przejawia
charakter akumulacyjny. Przy poziomie morza zbliżonym
do średniego, czyli 500 cm (marzec 2014r.) (Tab.1.), cypel
osiągnął długość 646 m (Tab.1., Rys.7.). W okresie
wiosno-letnim, jego długość wzrosła o ponad 100 m,
co świadczy o wzmożonym procesie akumulacji, który
zarejestrowany został również w przyroście miąższości
plaży. Związane jest to najprawdopodobniej z depozycją
osadów pochodzących z abrazji okolicznych brzegów
klifowych w okresie intensywnych wezbrań sztormowych,
jakie miały miejsce w 2013 roku (Tab.1.). W sierpniu,
ze względu na znaczny wzrost poziomu wód,
przekraczający 535 cm, długość mierzei zmalała do blisko
640 m (Tab.1., Rys.7.).
Tab.1. Warunki hydrometeorologiczne i długość cypla, w trakcie pomiarów linii wody
Ostrzeżenie
przed wiatrem
IMGW-PIB
Siła wiatru
w skali
Beauforta
Kierunek
wiatru
Stan morza
w skali
Douglasa
Poziom
morza
[cm]
Długość
Cypla
Rewskiego
[m]
06.12.2013 r.
sztorm
7-8
zachodni
3
557
432
08.12.2013 r.
sztorm
7-9
zachodni
4
604
142
25.02.2014 r.
brak
5-6
2
476
649
02.03.2014 r.
brak
5-6
2
489
646
31.05.2014 r.
brak
4-5
północny
2
494
753
30.08.2014 r.
brak
5-6
wschodni
2
547
639
4
478
774
4
496
754
4
529
741
Data
południowowschodni
południowowschodni
południowozachodni
południowozachodni
południowozachodni
11.12.2014 r.
sztorm
8-10
12.12.2014 r.
sztorm
9-10
14.12.2014 r.
sztorm
9-11
11.01.2015 r.
sztorm
10-12
zachodni
5
555
230
08.03.2015 r.
silny wiatr
6-7
południowozachodni
3
488
645
Rys.7. (po prawej) Porównanie linii wody Cypla
Rewskiego w marcu, maju i sierpniu 2014 roku
W czasie wezbrań sztormowych zmiany długości
Cypla Rewskiego, są znacznie bardziej zauważalne.
Dynamiczne okresy powodują nagły wzrost poziomu
wód, co zwiększa zasięg i energię falowania, prowadząc
do gwałtownych zmian kształtu i długości mierzei.
W okresie badań zarejestrowano trzy cykle sztormowe
o charakterze orkanów. Na początku grudnia 2013 roku
(Tab.1.), o najmniejszej sile wiatru z kierunków
zachodnich – orkan Ksawery, w grudniu 2014 roku,
z sektora południowo-zachodniego – orkan Aleksandra
oraz w styczniu 2015 roku orkan o największej sile
wiatru z kierunków zachodnich – Feliks. Najwyższy
poziom wód, a co za tym idzie najmniejszą długość
cypla, odnotowano w pierwszym okresie sztormowym
(Rys.8a.), kiedy to silny wiatr z sektora zachodniego
doprowadził do spiętrzenia sztormowego o wysokości
617 cm (7.12.2013 r.) (Rys.6.). Cypel Rewski w ciągu
dwóch dni zmniejszył swoją długość o 290 m (Rys.8a.,
9.,10.). Jednak po ustąpieniu warunków sztormowych,
nastąpiła szybka akumulacja materiału osadowego.
Po upływie niespełna dwóch miesięcy plaża cypla
wydłużyła się o ponad 0,5 kilometra (Tab.1.-25.02.2014
r., Rys.8a.,10.).
Objaśnienia:
Najniższy poziom
morza/ Największa
długość cypla
Poziom morza
powyżej 550 cm/
Długość cypla
poniżej 500 m
Najwyższy poziom
morza/ Najmniejsza
długość cypla
Rys.8. Porównanie linii wody podczas działalności: a) orkanu Xawery oraz 25.02.2014 roku, b) orkanu Aleksandra,
c) orkany Feliks oraz 08.03.2015 roku
W trakcie drugiego cyklu sztormowego – orkan
Aleksandra (11-14.12.2014 r.) (Tab.1.), pomimo
większej siły wiatru, zmiany długości cypla były
nieznaczne.
Wiatr z sektora
południowozachodniego,
nie
wywołał
znacznego
podniesienia poziomu morza (Tab.1., Rys.8b.).
Ze względu na swój odlądowy kierunek dla tej
części wybrzeża, nie wywołał istotnych zmian
w morfologii cypla. Podczas tego sztormu 12.12.2014 roku, zarejestrowano maksymalną
długość formy w całym okresie pomiarów,
mierzącą 774 m (Tab.1.). Najprawdopodobniej
mogło być to spowodowane odepchnięciem mas
wody i obniżeniem poziomu morza.
Rys.9. Porównanie linii wody z dnia 6 i 8.12.2013 roku.
Plaża od strony Zatoki Puckiej wewnętrznej.
Widok w kierunku krańca Cypla Rewskiego
TENDENCJE ROZWOJEOWE I WNIOSKI
W rejonie Cypla Rewskiego, przeważają procesy akumulacji. Osady deponowane wzdłuż plaży pochodzą głównie
z abrazji pobliskich wybrzeży klifowych. Związane jest to z oddziaływaniem prądów wzdłużbrzegowych. Ze względu
na położenie, Mierzeja Rewska podlega dynamicznym zmianom kształtu (długości, wysokości i szerokości),
uzależnionym od procesów hydrometeorologicznych Zatoki Puckiej. Długość i szerokość cypla zależna jest od poziomu
wody, który gwałtownie wzrasta, głównie w okresie zimowym podczas warunków sztormowych, szczególnie przy silnym
wietrze z sektora zachodniego.
Wzrost intensywności i energetyki procesów brzegowych
w tym okresie powoduje silną abrazję i rozmywanie cypla.
Po ustabilizowaniu
warunków
hydrometeorologicznych,
następuje stopniowe odbudowywanie mierzei, która
największą miąższość i długość osiąga w okresie wiosennoletnim. Dynamika procesów brzegowych zachodzących po obu
stronach cypla jest zróżnicowana. Świadczy o tym charakter
profili, które w części wewnętrznej są bardziej spłaszczone
z rozwiniętym wałem brzegowym i laguną, natomiast w części
zewnętrznej
strome,
z niejednokrotnie
występującymi
podcięciami abrazyjnymi w dolnej części brzegu.
Rys.10. (po prawej) Stan Cypla Rewskiego w dniach:
08.12.2013 r., 02.02.2014 r., 25.02.2014 r., 08.05.2015 r.,
02.06.2015 r., 02.08.2015 r., widok w kierunku Rewy
LITERATURA
 Hańćkowiak A., 2015, Morfolitodynamika plaży w rejonie
Cypla Rewskiego, Praca magisterska, Instytut Oceanografii
i Geografii Uniwersytetu Gdańskiego
 Korzeniewski K., 1993, Zatoka Pucka, Monografia wydana
przez Instytut Oceanografii Uniwersytetu Gdańskiego
 Kryl-Staszewska L., Urbański J., Wochna A., 2012, Zatoka
Pucka [w:] Kryl-Staszewska L. (red.), Mapy przydatności
strefy brzegowej morza dla potencjalnych ostoi fok
szarych, Centrum GIS Instytut Oceanografii i Geografii
Uniwersytetu Gdańskiego
 Majewski A., 1990, Zatoka Gdańska, Monografia wydana
przez Wydawnictwo Geologiczne w Warszawie
PODZIĘKOWANIA
Serdeczne podziękowania
dla osób związanych z trudem realizacji pracy magisterskiej. W szczególności dla Pani doktor Agnieszki
Kubowicz-Grajewskiej, Aleksandry Hańćkowiak i Adama Plichta.