Hydrometeorologiczne uwarunkowania erozji wybrzeża klifowego wyspy Wolin = Hydro-meteorological conditions underpinning cliff-coast erosion on Wolin Island, Poland

Tylkowski, Jacek

doi:0033-2143 (print)

- ris
- BibTeX
- EndNote
- Csv

Hydrometeorologiczne uwarunkowania erozji wybrzeża klifowego wyspy Wolin = Hydro-meteorological conditions underpinning cliff-coast erosion on Wolin Island, Poland Tylkowski, Jacek

Object structure

Hydrometeorologiczne uwarunkowania erozji wybrzeża klifowego wyspy Wolin = Hydro-meteorological conditions underpinning cliff-coast erosion on Wolin Island, Poland

Przegląd Geograficzny T. 90 z. 1 (2018)

Baltic cliff coast ; storm floods ; meteorological extrema ; coast erosion ; threshold values

The work described here has sought to identify the variable hydro-meteorological conditions (across hydrological years 2009–2014) determining cliff-erosion dynamics along the coast of Poland’s Wolin Island. Daily data from the tide-gauge station in Świnoujście allowed for the presentation of variability in sea level, with data obtained from the Institute of Meteorology and Water Management. Also presented are annual, semi-annual and monthly characterisations of elements of the weather capable of exerting the greatest erosive impact on cliffs, i.e. precipitation and snow cover, as well as thermal and anemometric conditions. The daily meteorological data derived from the author’s own measurements, from the meteorological station in Biała Góra situated on the Wolin cliff top. The potential erosive hydro-meteorological conditions were set against annual measurements of cliff-top recession rates, the research into this involving geodetic RTK GPS measurements on 5 test sections representing different morpholithological conditions. The hydrological years 2009-2014 experienced very significant hydro-meteorological events potentially favouring the occurrence of erosion processes (mass movements and aeolian erosion). The occurrence of potentially erosive hydro-meteorological events is referenced against cliff-top recession rates. In particular, this study presents the geomorphological effects of two extreme hydro-meteorological occurrences. i.e. Hurricane Xavier of December 2013 (maximum sea level 612 cm) and a two-hour extreme (74mm) precipitation event occurring in August 2014 year. The specific nature of the cause-effect relationship between hydro-meteorological conditions and cliff erosion on the cliff coast of Wolin Island is also described, though these results are also capable of being applied to other cliff sections of the Southern Baltic coastal zone. The relationships between hydro-meteorological conditions and coastal erosion are not seen to be directly proportional, but are non-linear. It is not always the extreme storm surges and high levels of precipitation that generate extreme erosion along the shore. Rather, the dynamics of cliff-edge erosion are found to be determined by a number of other determinants obscuring the simple relation-ship between hydro-meteorological conditions and intensity of erosion. The most important factors influencing the dynamics of coastal erosion are morphological conditions, slope aspect vis-à-vis approaching waves, qualitative and quantitative conditions of sediment on beaches and in the shallows, the dynamics and frequency of extreme hydro-meteorological events in the preceding period, and human activity relating to hydrotechnical installations. Given the current upward trend for sea level and the increasing frequency of extreme hydro-meteorological events, the Southern Baltic coastal zone is expected to be subject to intensified cliff erosion in the near future. In this context, the results presented here might also gain wider application in studying other parts of the Baltic coastal zone with a morainic cliff coastline, especially along the stretch between Estonia and Germany.

1. Borówka R.K., Gonera P., Kostrzewski A., Zwoliński Z., 1982, Origin, age and paleogeographic significance of cover sands in the Wolin end moraine area, North-West Poland, Quaestiones Geographicae, 8, s. 19–36.
2. Borówka R.K., Goslar T., Pazdur A., 1999, Wolin End Moraine: age of glacitectonic structures in the light of lithostratigraphic data and radio-carbon dating, [w:] R.K. Borówka, Z. Młynarczyk, A. Wojciechowski (red.), Ewolucja geosystemów nadmorskich południowego Bałtyku, Bogucki Wydawnictwo Naukowe, Poznań-Szczecin, s. 43–47.
3. Czernecki B., Miętus M., 2011, Porównanie stosowanych klasyfikacji termicznych na przykładzie wybranych regionów Polski, Przegląd Geofizyczny, LVI, 3–4, s. 201–233.
4. Dudzińska-Nowak J., 2008, Określenie tendencji rozwojowych brzegu na podstawie badań teledetekcyjnych., Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, 18, s. 99–110.
5. Florek W., Kaczmarzyk J., Majewski M., Olszak I.J., 2008, Zmiany rzeźby klifu w rejonie Ustki jako efekt warunków litologicznych oraz procesów ekstremalnych i przeciętnych, Landform Analysis, 7, s. 53–68.
6. Florek W., Kaczmarzyk J., Majewski M., Schiefelbein L., 2013, Efektywność abrazji na wschód od Ustki, [w:] A. Kostrzewski, Z. Zwoliński, M. Winowski (red.), Geoekosystem wybrzeży morskich, 2, UAM, Stacja Monitoringu Środowiska Przyrodniczego w Białej Górze, Poznań-Biała Góra, s. 36–39.
7. Formela K., Marsz A., 2011, Zmienność liczby dni ze sztormem Nad Bałtykiem (1971–2009), Prace i Studia Geograficzne UW, 47, s. 189–196.
8. Furmańczyk K., Dudzińska-Nowak J., Furmańczyk K., Paplińska-Swerpel B., Brzezowska N., 2012, Erozja wydmy w rejonie Dziwnowa jako rezultat znaczących sztormów, [w:] W. Florek (red.), Geologia i geomorfologia pobrzeża i południowego Bałtyku, 9, Wydawnictwo Naukowe Akademii Pomorskiej w Słupsku, Słupsk, s. 9–18.
9. Harff J., Lemke W., Lampe R., Lüth F., Lübke H., Meyer M., Tauber F., Schmölcke U., 2007, The Baltic Sea coast – A model of interrelations among geosphere, climate, and anthroposphere, [w:] J. Harff, W.W. Hay, D.M. Tetzlaff (red.), Coastline Changes: Interrelation of Climate and Geological Processes, Geological Society of America, Special Paper, 426, s. 1–10.
10. Hojan M., 2009, Aeolian processes on the cliffs of Wolin Island, Quaestiones Geographicae, 28A, 2, s. 41–46.
11. Hojan M., Więcław M., 2013, Porównanie warunków meteorologicznych na stacji Świnoujście i Ustka oraz próba określenia ich wpływu na procesy eoliczne na wybrzeżach klifowych południowego Bałtyku, [w:] A. Kostrzewski, Z. Zwoliński, M. Winowski (red.), Geoekosystem wybrzeży morskich, 2, UAM, Stacja Monitoringu Środowiska Przyrodniczego w Białej Górze, Poznań-Biała Góra, s. 40–43.
12. Hojan M., Więcław M., 2014, Influence of meteorological conditions on aeolian processes along the Polish cliff coast, Baltica, 27, s. 63–74. https://doi.org/10.5200/baltica.2014.27.07
13. Hünicke B., Luterbacher J., Pauling A., Zorita E., 2008, Regional differences in winter sealevel variations in the Baltic Sea for the past 200 years, Tellus, 60A, 2, s. 384–393. https://doi.org/10.1111/j.1600-0870.2007.00298.x
14. Jania J., Zwoliński Z., 2011, Ekstremalne zdarzenia meteorologiczne, hydrologiczne i geomorfologiczne w Polsce, Landform Analysis, 15, s. 51–64.
15. Kamiński M., Krawczyk M., Zientara P., 2012, Rozpoznanie budowy geologicznej klifu w Jastrzębiej Górze metodą tomografii elektrooporowej pod kątem zagrożenia osuwiskowego, Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, 452, s. 119–130.
16. Kolander R., Morche D., Bimböse M., 2013, Quantification of moraine cliff coast erosion on Wolin Island (Baltic Sea, Northwest Poland), Baltica, 26, 1, s. 37–44. https://doi.org/10.5200/baltica.2013.26.04
17. Kondracki J., 2000, Geografia regionalna Polski, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
18. Kostrzewski A., 1997, Geomorfologiczne skutki gwałtownego sztormu na wybrzeżu klifowym wyspy Wolin (jesień 1995), [w:] A. Kostrzewski, B. Jakuczun (red.), Ochrona środowiska przyrodniczego WPN, Woliński Park Narodowy, Międzyzdroje, s. 55–56.
19. Kostrzewski A., Krygowski B., 1967, Zmienność glin morenowych Polski północno-zachodniej w zakresie uziarnienia i obróbki, Zeszyty Naukowe UAM, Geografia, 7, Poznań, s. 51–58.
20. Kostrzewski A., Zwoliński Z., 1988, Morphodynamics of the cliffed coast, Wolin Island, Geographia Polonica, 55, s. 69–81.
21. Kostrzewski A., Zwoliński Z., 1998, Wpływ sztormów na rzeźbę wybrzeża klifowego wyspy Wolin, [w:] K. Pękala (red.), Główne kierunki badań geomorfologicznych w Polsce. Stan aktualny i perspektywy, IV Zjazd Geomorfologów Polskich, UMCS, Lublin, s. 129–132.
22. Kostrzewski A., Zwoliński Z., Winowski M., Tylkowski J., Samołyk M., 2015, Cliff top recession rate and cliff hazards for the sea coast of Wolin Island (Southern Baltic), Baltica, 28, 2, s. 109–120. https://doi.org/10.5200/baltica.2015.28.10
23. Krygowski B., 1959, O związkach rzeźby dzisiejszej powierzchni ze strukturą podłoża na Pomorzu Szczecińskim, Zeszyty Naukowe UAM, Geografia, 2, s. 69–86.
24. Łabuz A., 2012, Klify nadmorskie na wybrzeżu Bałtyku, Monitoring gatunków i siedlisk przyrodniczych ze szczególnym uwzględnieniem specjalnych obszarów ochrony siedlisk Natura 2000, http://www.gios.gov.pl/siedliska/pdf/wyniki_monitoringu_siedlisk_2009_2011_1230.pdf
25. Łęczyński L., Kubowicz-Grajewska A., 2013, Rola ekstremalnych wezbrań sztormowych w abrazji brzegu klifowego na przykładzie Gdyni Orłowa, [w:] A. Kostrzewski, Z. Zwoliński, M. Winowski (red.), Geoekosystem wybrzeży morskich, 2, UAM, Stacja Monitoringu Środowiska Przyrodniczego w Białej Górze, Poznań-Biała Góra, s. 69–71.
26. Miętus M., 1996, Zmienność temperatury i opadów w rejonie polskiego wybrzeża Morza Bałtyckiego i jej spodziewany przebieg do roku 2030, Materiały badawcze IMiGW, Seria Meteorologia, 26, Gdynia.
27. Milne G.A., Gehrels W.R., Hughes C.W., Tamisiea M., 2009, Identifying the causes of sea level change, Nature Geoscience, 2, s. 471–478. https://doi.org/10.1038/ngeo544
28. Piotrowska H., 1994, Aktywna ochrona zasobów roślinnych Wolińskiego Parku Narodowego w świetle naturalnej i antropogenicznej historii lasów wyspy Wolin, Klify, 1, WPN, s. 63–77.
29. Prusinkiewicz Z., 1971, Naspy przyklifowe – nowy typ gleb morskiego pobrzeża, Zeszyty Naukowe UMK, Geografia, 26, 8, s. 133–157.
30. Richter A., Groh A., Dietrich R., 2012, Geodetic observation of sea-level change and crustal deformation in the Baltic Sea region, Physics and Chemistry of the Earth, 53/54, s. 43–53. https://doi.org/10.1016/j.pce.2011.04.011
31. Subotowicz W., 1976, Makro- i mikrofazy rozwoju brzegów klifowych wybrzeża polskiego, Przegląd Geologiczny, 1, s. 10–14.
32. Subotowicz W., 1982. Litodynamika brzegów klifowych wybrzeża Polski, Gdańskie Towarzystwo Naukowe, Ossolineum, Wrocław.
33. Świątek M., 2011, Precipitation changes on the Polish coast of the Baltic Sea (1954–2003) due to changes in intensity of westerlies over Europe, Climate Research, 48, s. 23–29. https://doi.org/10.3354/cr00904
34. Tylkowski J., 2012, Zmienność czasowa i przestrzenna warunków termiczno-opadowych strefy brzegowej Zatoki Pomorskiej, [w:] A. Kostrzewski i J. Szpikowski (red.), Zintegrowany Monitoring Środowiska Przyrodniczego. Funkcjonowanie geoekosystemów w różnych strefach krajobrazowych, 29, Biblioteka Monitoringu Środowiska, SG UAM, s. 209–219.
35. Tylkowski J., 2013, Temporal and spatial variability of air temperature and precipitation at the Polish coastal zone of the southern Baltic Sea, Baltica, 26, 1, s. 83–94.
36. Tylkowski J., 2015, Conditions and rate of extreme dunes abrasion at the Pomeranian Bay, Landform Analysis, 27, s. 33–42.
37. Tylkowski J., Kolander R., 2014, Potential hydrometeorological threshold values of the coastal hazard – an example from the Polish Southern Baltic coast, Russian Meteorology and Hydrology, 39, 9, s. 614–619. https://doi.org/10.3103/S1068373914090064
38. Tylkowski J., Samołyk M., 2012, Wpływ ekstremalnych warunków śnieżno-lodowych na dynamikę stokowych procesów morfogenetycznych brzegu klifowego wyspy Wolin na odcinku Biała Góra-Grodno, [w:] W. Florek (red.), Geologia i geomorfologia pobrzeża i południowego Bałtyku, 9, Wydawnictwo Naukowe Akademii Pomorskiej w Słupsku, Słupsk, s. 73–87.
39. Winowski M., 2008, Geomorfologiczne skutki tajania pokrywy śniegu na wybrzeżu klifowym wyspy Wolin, Landform Analysis, 9, s. 222–225.
40. Winowski M., 2015, Aktywność procesów osuwiskowych na wybrzeżu klifowym wyspy Wolin w warunkach oddziaływania zdarzeń hydrometeorologicznych o wysokim potencjale morfogenetycznym (Zatoka Pomorska – Bałtyk Południowy), Landform Analysis, 28, s. 87–102. https://doi.org/10.12657/landfana.028.007
41. Wiśniewski B., Wolski T., 2011, Physical aspects of extreme storm surges and falls on the Polish coast, Oceanologia, 53 (1-TI), s. 373–390. https://doi.org/10.5697/oc.53-1-TI.373
42. Wiśniewski B., Wolski T., Kowalewska-Kalkowska H., Cyberski J., 2009, Extreme water level fluctuations along the Polish coast, Geographia Polonica, 82, 1, s. 99–107. https://doi.org/10.7163/GPol.2009.1.9
43. Wiśniewski B., Wolski T., Musielak S., 2011, A long-term trend and temporal fluctuations of the sea level at the Polish Baltic coast, Oceanological and Hydrobiological Studies, 40, 2, s. 96–107. https://doi.org/10.2478/s13545-011-0020-9
44. Zawadzka-Kahlau E., 1999, Trends in South Baltic coast development during the last hundred years, Peribalticum, 7, s. 115–136.