海岸沙丘形态对台风响应的初步观测北大核心CSCDCSSCI

基于2014年第10号强台风"麦德姆"登陆前后福建平潭岛海岸前丘、爬坡沙丘、横向沙丘和沙席等海岸沙丘形态的高精度测量数据,分析了典型海岸沙丘在台风登陆前后的形态变化,初步总结了华南海岸风沙地貌形态的台风响应模式。结果表明:4类典型海岸沙丘在台风"麦德姆"登陆前后的形态变化较大且主要是以体积减小和沙丘高度降低为主,测点高程的平均变化值为0.22 m,样区海岸沙丘体积平均减小0.59%,测点高程变化的平均值为高度降低0.05 m,但不同类型海岸沙丘及其不同部位的响应变化并非一致且存在较大差异,此与台风"麦德姆"的强侵蚀力及不同海岸沙丘的形态及其下伏地形、表面植被分布等的差异有关。     

海岸爬坡沙丘形态对台风响应——以2014年“麦德姆”台风为例

依据2014年第10号强台风“麦德姆”登陆前后的福建平潭岛典型海岸爬坡沙丘高精度测量数据,对比分析了沙丘受台风影响的形态变化,概括了海岸爬坡沙丘形态的台风响应特征。结果表明：海岸爬坡沙丘形态对台风“麦德姆”的响应主要是以高度降低、体积减少为特点,研究样区内爬坡沙丘高度平均降低了0.18m、体积减少了1.95%,以爬坡沙丘前缘迎风坡中部和顶部的高度分别降低最多和最少为特点,爬坡沙丘不同部位的响应程度存在差异,爬坡沙丘形态的台风响应特征主要取决于台风的强劲侵蚀作用和爬坡沙丘的特有形态及植被覆盖分异状况。     

台风“麦德姆”后海岸横向沙丘年内形态变化的观测

基于2014年第10号强台风“麦德姆”登陆前后一年内不同时间的福建平潭岛长江澳海岸横向沙丘形态高精度观测数据,分析了台风后典型海岸横向沙丘的年内形态变化过程及其特征。结果表明：（1）台风“麦德姆”造成海岸横向沙丘的体积减小、高度降低,其中体积减少了1.3%、丘顶高度最大降低1.43 m,且不同部位的变化程度亦非完全一致。（2）海岸横向沙丘形态在台风“麦德姆”后的一年内主要以体积增加、高度增大为特征,半年内海岸横向沙丘的体积与高度即已超过台风登陆前,丘顶高度最大月均升高0.39 m,沙丘迎风坡基本恢复到台风登陆前状态,背风坡以堆积为主且高度超过台风之前。（3）海岸横向沙丘的形态特征是由丰富的海滩沙源、强劲的常态向岸风、沙丘原形态及植被盖度等因素相互作用的结果,其中丰富的海滩沙源和强劲的常态向岸风是决定性因素,台风对海岸横向沙丘形态的影响应是暂时性的,较长时间尺度而言低频高能的台风对海岸横向沙丘形态的塑造作用相对有限。     

海岸沙丘近表层粒度对台风的响应

根据“麦德姆”强台风登陆前后福建平潭岛海岸前丘、爬坡沙丘、横向沙丘和海岸沙席等海岸沙丘近表层的粒度数据,分析了台风登陆前后典型海岸沙丘近表层粒径组成与粒度参数的变化,初步总结了海岸沙丘近表层粒度对台风的响应特征。整体而言,平潭岛海岸沙丘在“麦德姆”登陆前后近表层的粒度变化较小,对台风的响应变化不大且基本无等级性的差别,但海岸沙丘不同类型及不同部位的响应程度并不一致,主要是由海岸沙丘沙与海滩沙粒度的相近性及台风过程中大风的非选择性风蚀所致,同时也受到不同类型沙丘的形态和规模等的影响。     

海岸沙席形态及近表层沉积物粒度对台风的响应

依据2014年第10号强台风“麦德姆”登陆前后福建平潭岛典型海岸沙席的形态观测与近表层沉积物粒度数据,综合分析了海岸沙席对台风的响应特征。结果表明：① 海岸沙席形态对“麦德姆”的响应明显,主要表现为沙席前缘高程降低（最大侵蚀深度为0.40 m）,中部变化较小（-0.06~0.09 m）,后缘明显升高（最大堆积厚度为1.62 m）,沙席体积增大2.02%。② 海岸沙席近表层沉积物粒度受“麦德姆”影响较小,其粒度参数在台风前后并无质的等级性变化。③ 海岸沙席的台风响应特征主要因台风过程中大风的非选择性侵蚀和搬运及海岸沙席与海滩沙粒度的相近性所造成的,同时也受到周边地势及植被等的影响。     

台风群后海岸爬坡沙丘形态变化特征

依据福建平潭岛海岸爬坡沙丘在2016年夏秋季台风“尼伯特”“莫兰蒂”“鲇鱼”组成的台风群登陆前后一年内8次形态高精度测量数据,探究典型海岸爬坡沙丘在台风群登陆后的年内形态变化过程及其特征。结果表明:(1)台风群造成海岸爬坡沙丘体积减少了0.13%、沙丘高度最大降低1.43 m,且不同部位高度变化存在一定差异,特别是后缘因地表植被破坏高度变化最明显。(2)台风群中单个台风作用下海岸爬坡沙丘形态变化虽明显,但未发现存在累积效应。(3)海岸爬坡沙丘形态在台风群后的近一年内以体积增加、沙丘高度增加为主,特别是爬坡沙丘前缘部位有明显的变化规律。(4)海岸爬坡沙丘形态对台风群的响应特征是台风群(强度、数量)、海岸爬坡沙丘原形态、植被盖度、海滩类型及周边环境等因素综合作用的结果,而台风群过后爬坡沙丘形态恢复变化与其形成发育因素相类似,其中海滩沙源和风况是关键性因素。     

海岸沙席对台风的形态响应特征

采用RTK GPS测量技术与方法,在2014—2017年对福建平潭岛典型海岸沙席进行了连续16次形态高精度测量,分析了海岸沙席在台风作用下的形态变化及台风季后的形态恢复变化特征。结果表明：1）海岸沙席对台风的形态响应特征明显,基本表现为海滩及沙席前缘高度降低（最大侵蚀深度为0.92 m）,沙席中部高度变化相对较小（≤0.15 m）,沙席后缘高度稍有升高（最大堆积厚度为0.75 m）。2）在台风季后,海岸沙席形态恢复变化也较为一致,主要表现为体积减少,海滩及沙席前缘高度稍有升高（最大堆积厚度为0.78 m）,沙席中部高度降低幅度极小（≤0.10 m）,沙席后缘高度略有降低（最大侵蚀深度为0.47 m）。3）海岸线走向是影响区域海岸沙丘对台风响应的重要因素,对于沙源不足、以离岸风为主的山岐宫海岸沙席,台风在其海岸沙席形态演变中的塑造作用突出。     

海岸风沙地貌台风响应研究的现状与趋势

基于台风对海岸风沙地貌影响研究发展的简要回顾,概括了国外近期在海岸沙丘风暴响应的差异性及其机理、风暴响应沉积特征以及新技术应用等方面的主要进展,认为国内适时开展台风对海岸风沙地貌形态与沉积特征影响研究十分必要,建议以华南为研究区域,通过对台风前后不同类型海岸沙丘形态变化的高精度测量、非台风季风沙运动过程的定位观测以及沙丘沉积物的系统采样分析等,研究华南海岸风沙地貌形态和沉积变化与台风间的相互联系,探究台风对华南海岸风沙地貌的作用规律,建立华南海岸风沙地貌的台风响应模式。     

海岸沙丘形态对季风/台风的协同响应研究现状与展望

海岸沙丘形态变化及其动力学过程是认识和研究海岸风沙地貌的基础.中国海岸沙丘受季风和台风共同驱动,但梳理总结海岸沙丘形态对季风/台风的响应研究、海岸沙丘形态-动力学过程研究及其技术和方法等发现,现有研究对中国海岸沙丘受季风/台风协同驱动的特点认识不足,对季风和台风的影响分别进行研究,与海岸沙丘形成与演化过程并不相符,季风...     

海岸新月形沙丘移动与形态变化的典型研究

依据2006~2008年连续3 a共9次采用RTK GPS技术与测量方法对一个典型海岸新月形沙丘形态的高精度测量数据,分析了海岸新月形沙丘的移动方向、方式、速度以及形态变化特点。结果表明,海岸新月形沙丘具有缓慢、向陆往复式前进的移动特点,形态变化则具有随季节增减变化中高度、宽度、长度、断面面积与体积增加的加积特征,究其原因是区域风况、海岸地表覆被、沙丘形态及人类活动等共同作用的结果。     

A wind tunnel simulation of the dynamic processes involved in sand dune formation on the western coast of Hainan Island

The western coast of Hainan Island exhibits a savanna landscape. Many types of sand dunes, including transverse dune ridges, longitudinal dune ridges, elliptical dunes, coppice dunes, and climbing dunes, are widely distributed in the coastal zone. In winter, high-frequency and high-energy NE winds (dominant winds) are prevalent, with a resultant drift direction (RDD) of S35.6°W. In spring, low-frequency and low-energy SW secondary winds prevail, with a RDD of N25.1°E. Wind tunnel simulations revealed that the airflow over the dune surface is the main factor controlling the erosion and deposition patterns of dune surfaces and the morphological development of dunes. In the region's bidirectional wind en-vironment, with two seasonally distinct energy levels, the airflow over the surface of elliptical dunes, barchan dunes, and transverse dune ridges will exhibit a transverse pattern, whereas the airflow over longitudinal dunes ridges exhibits a lateral pattern and that over climbing dunes exhibits a climbing-circumfluent pattern. These patterns represent different dynamic processes. The coastal dunes on the western coast of Hainan Island are influenced by factors such as onshore winds, sand sources, coastal slopes, rivers, and forest shelter belts. The source of the sand that supplements these dunes particularly influences the development pattern: when there is more sand, the pattern shows positive equilibrium deposition between dune ridges and dunes; otherwise, it shows negative equilibrium deposition. The presence or absence of forest shelter belts also influences deposition and dune development patterns and transformation of dune forms. Coastal dunes and inland desert dunes experience similar dynamic processes, but the former have more diversified shapes and more complex forma-tion mechanisms.     

海南岛西海岸沙丘形成动力过程的风洞模拟试验

The western coast of Hainan Island exhibits a savanna landscape. Many types of sand dunes, including transverse dune ridges, longitudinal dune ridges, elliptical dunes, coppice dunes, and climbing dunes, are widely distributed in the coastal zone. In winter, high-frequency and high-energy NE winds (dominant winds) are prevalent, with a resultant drift direction (RDD) of S35.6°W. In spring, low-frequency and low-energy SW secondary winds prevail, with a RDD of N25.1°E. Wind tunnel simulations revealed that the airflow over the dune surface is the main factor controlling the erosion and deposition patterns of dune surfaces and the morphological development of dunes. In the region’s bidirectional wind en- vironment, with two seasonally distinct energy levels, the airflow over the surface of elliptical dunes, barchan dunes, and transverse dune ridges will exhibit a transverse pattern, whereas the airflow over longitudinal dunes ridges exhibits a lateral pattern and that over climbing dunes exhibits a climbing-circumfluent pattern. These patterns represent different dynamic processes. The coastal dunes on the western coast of Hainan Island are influenced by factors such as onshore winds, sand sources, coastal slopes, rivers, and forest shelter belts. The source of the sand that supplements these dunes particularly influences the development pattern: when there is more sand, the pattern shows positive equilibrium deposition between dune ridges and dunes; otherwise, it shows negative equilibrium deposition. The presence or absence of forest shelter belts also influences deposition and dune development patterns and transformation of dune forms. Coastal dunes and inland desert dunes experience similar dynamic processes, but the former have more diversified shapes and more complex formation mechanisms.     

无人机影像三维重建在沙丘形态监测中的应用

沙丘形态监测对开展土地沙化防治工作具有重大意义。应用无人机,分别在2016年7月、2017年3月、7月和9月对青海湖克土沙区4个沙丘进行影像采集,借助PhotoScan软件进行三维重建生成高分辨率的沙丘正射影像和DEM数据,使用ArcGIS软件获取沙丘形态参数并分析变化。实验结果表明：基于无人机影像监测沙丘形态,具有可行性和准确性,正射影像精度较高,DEM数据通过校正后可正确反映沙丘形态,为逐天高精度监测变化提供了可能。     

中国温带海岸沙丘分类系统初步探讨

海岸沙丘分类一直是海岸风沙地貌研究的重要基础问题之一。本文以已有的国内外海岸沙丘分类研究为基础,根据我国温带海岸的自然地理环境和海岸沙丘的类型特点,制定了一个三级10类的我国温带海岸沙丘的分类系统,并简单介绍了我国温带海岸主要海岸沙丘类型的分布与基本形态特征。