WPROWADZENIE Mofrolitodynamika plaży w rejonie Cypla Rewskiego mgr Alicja Hańćkowiak, dr Agnieszka Kubowicz-Grajewska 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.). ZATOKA PUCKA ZEWNĘTRZNA ZATOKA PUCKA WEWNĘTRZNA Rys.2. Lokalizacja profili plaży (Fot. Bógdał 2010 - zmienione) 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 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
Względna wysokość plaży [m] 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. Zmiany wysokości względnej wzdłuż Cypla Rewskiego 1,3 1,1 0,9 0,7 0,5 0,3 0,1-0,1 1 2 3 4 5 6 Numer profilu 02.03.2014 r. [p.m. = 489 cm] 31.05.2014 r. [p.m. = 494 cm] 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 2013-2015). 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 Data Ostrzeżenie przed wiatrem IMGW-PIB Siła wiatru w skali Beauforta Kierunek wiatru Stan morza w skali Douglasa Poziom morza [cm] Długość Cypla Rewskiego [m] Objaśnienia: 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 02.03.2014 r. brak 5-6 2 476 649 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 11.12.2014 r. sztorm 8-10 12.12.2014 r. sztorm 9-10 14.12.2014 r. sztorm 9-11 4 478 774 4 496 754 4 529 741 Najniższy poziom morza/ Największa długość cypla Poziom morza powyżej 550 cm/ Długość cypla poniżej 500 m Najwyższy poziom morza/ Najmniejsza długość cypla 11.01.2015 r. sztorm 10-12 zachodni 5 555 230 08.03.2015 r. silny wiatr 6-7 południowowschodni południowowschodni 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.).
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 ego, 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. TENDENCJE ROZWOJEOWE I WNIOSKI 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 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.