The beach-dune system constitutes a dynamic system in which several natural processes interact, both at short and long time scale. Beaches are important because are the source of sediment for the dunes that form at the limit of the shore and that create barriers that protect the mainland from the high energy waves and from floods. However dunes are quite fragile features because susceptible to erosion and for this reason they need particular attention and management, tasks not always easy to carry out since the factors involved are numerous. Along the Cantabrian coast, northern Spain, extended dune fields are present in correspondence with estuarine environments. In the last few decades they have experienced erosion due to natural agents such as winds, superficial water currents and river discharge and due to the anthropogenic influence, which after the Second World War started to increase, until the present. Additionally, intense erosive events such as storms occur seasonally, causing eventually damages to the infrastructures; the last remarkable events happened precisely in January and February 2014. The objective of this work is the analysis of the evolution of the surface and limits of four representative dune fields in the region of Cantabria in the northern Spain, describing first the main factors involved. The study is based on nine sets of aerial photographs and orthophotos ranging from 1956 to 2014 for each site, overlapped and elaborated through the software ArcGIS; the digital work allowed the calculation of the rates of migration for each interval of time along with the computation of the surface extent of each dune field. The results indicate that as general trend the coastline has retroceded in the last 58 years at average rates of 0.7m/y, but still exist, even within same dune fields, different behaviors, making of each site a complex dynamic system. The interpretation of the results led to the recognition of a rough conceptual model of evolution for each dune field: three out of four respond mainly to natural forces, while the other one migrates because of the anthropogenic pressure. The study here presented constitutes a rough attempt to examine the different processes that are implicated in the formation of large dune fields and, even though 58 years are not enough to delineate a precise evolution trend, it can be useful for future researches about coastal management / Stranddyner utgör ett dynamiskt geomorfologiskt system där flera naturliga processer samverkar, både på kort och på lång tidsskala. Stranddynerna är viktiga då de skapar barriärer som skyddar fastlandet från hög energi vågor och översvämningar. Men dynerna är utsatta för konstant förändring eftersom de är känsliga för erosion och det är av denna anledning som dynerna behöver särskild uppmärksamhet och förvaltning. Uppgifter som inte alltid lätta att genomföra eftersom faktorerna är många. Längs den Kantabriska kusten i norra Spanien finns flera dynfält i samband med flodmynningsmiljöer. Under de senaste decennierna har dessa dynkomplex upplevt erosion på grund av naturliga faktorer så som förändringar i vindar, ytliga vattenströmmar och flodmynningar och på grund av antropisk påverkan som började öka efter andra världskriget och fortsatt fram till idag. Många av förändringarna sker i episodiska intensiva händelser, som stormar, vilket kan skada viktig mänsklig infrastruktur i området. De senaste anmärkningsvärda händelserna inträffade just i januari och februari 2014. Syftet med detta arbete är att analysera utvecklingen av formen och utbredningen av fyra representativa dynfält i regionen Kantabrien i norra Spanien, genom att först beskriva de viktigaste faktorerna som är inblandade. Studien är baserad på nio uppsättningar av flygfoton och ortofoton som sträcker sig från 1956 till 2014 för varje plats. Genom att digitalisera dynernas utbredning i bildmaterialet tillåts beräkning av migrationen av dynfältens gräns och av ytomfattningen för varje tidsintervall. Resultaten tyder på att som allmän trend så har kusten genomsnittligt gått tillbaka 0,7 m/ år under de senaste 58 åren, men variationer förekommer, även inom samma dyn fält, olika beteenden vilket tydliggör att det är ett komplext dynamiskt system. Tolkningen av resultaten har lett till en en grov konceptuell modell av evolution för varje dyn fält där tre av fyra påverkas främst av naturkrafterna, medan den fjärde migrerar på grund av det ökade antropiska trycket. Studien som presenteras utgör ett första försök att undersöka de inblandade processerna i bildandet och utvecklingen av dynfälten, dock är 58 år är inte tillräckligt för att beskriva en tydlig trend, men det kan vara användbart för framtida undersökningar om kustförvaltning.

Aeolian dune fields form some of the most striking patterns on Earth and Mars. These patterns reflect the internal dune dynamics of self-organization within boundary conditions, which are the unique set of environmental variables within which each dune field evolves. Dune-field pattern self-organization occurs because of interactions between the dunes themselves and the rich diversity of dune-field patterns arises because boundary conditions alter the type and frequency of dune interactions. These hypotheses are explored in three parts. First, source-area geometry and areal limits are two newly recognized boundary conditions. Measurements of crest length and spacing from satellite images of dune patterns with point and line source-area geometries show an increase in crest length and spacing over distance, whereas crest length and spacing in plane-sourced patterns emerge equally across the dune field. The areal limit boundary condition is the size and shape of the dune field itself. Empirical measurements from ten dune fields ranging over four orders of magnitude in area show that spacing increases and defect density decreases as the area of the dune field increases. A simple analytical model indicates that dune fields that are five times longer in the dune migration direction can achieve the greatest spacing for a given area. Second, time-series aerial photographs and airborne LiDAR show that fully developed, crescentic aeolian dunes at White Sands, New Mexico, interact and the dune pattern organizes in systematically similar ways as wind ripples and subaqueous dunes and ripples. Interaction type, classified as constructive, regenerative or neutral in terms of pattern development, changes spatially with the pattern because of the imposition of the line-source area and sediment availability boundary conditions. Upwind dominance by constructive interactions at the field line-source yields to neutral and regenerative interactions in the sediment availability-limited field center. Third, the dune-field pattern in the Olympia Undae Dune Field on Mars is comprised of two generations of dunes. This scenario of pattern reformation with a new wind regime shows that the emergence of the younger pattern is controlled by the boundary condition of the antecedent dune topography imposed upon the interaction between the younger and older patterns. / text

Dentro da região litorânea central do Estado de Santa Catarina, compreendida entre as praias do Ouvidor e dos Ingleses, foram delimitadase estudadas cinco áreas que abrigam tanto campos de dunas ativos quanto estabilizados. Com base em dados meteorológicos obtidos de 1962 a 2010, como registros diários de precipitação e deintensidade e rumo de vento, inferiu-se que a tendência de estabilização recente, observada nos campos de dunas atuais por comparação de fotografias aéreas de diferentes datas, resulta da combinação de aumento da precipitação com redução da intensidade do vento. Este dois fatores inibem o transporte eólico de sedimentos para o campo de dunas, seja pelo efeito de aumento de coesão da areia exercido pela umidade seja pelo favorecimento da colonização vegetal nas zonas de deflação. Persistentes nas últimas três décadas, estes fatores têm reduzido gradualmente as áreas deareia expostas ao retrabalhamento eólico, o que diminui cada vez mais a deriva eólica efetiva, culminando na fixação dos campos de dunas. Os depósitos sedimentares de dunas e paleodunas eólicas foram agrupados, por critérios morfológicos, estratigráficos, granulométricos e mineralógicos, em quatro gerações (G1 a G4), correlatas às reconhecidas previamente na literatura. A geração mais antiga (G1) possui, todavia, distribuição de idades mais ampla do que se pensava, podendo portanto, por critérios geocronológicos, vir a ser subdividida. Os resultados sedimentológicos apontam para tendências de engrossamento, melhora de seleção granulométrica e assimetria mais positiva, da geração mais antiga para a mais nova, o que é atribuído a influência de sucessiva reciclagem de sedimentos entre as gerações, sem descartar o efeito, em paralelo, de mudanças de energia e/ou morfodinâmica costeira. As idades obtidas para as gerações antigas pelo método da luminescência opticamente estimulada (LOE) permitem observar certa coincidência com contextos de linha de costa estável e de clima em transição de menos úmido para mais úmido. A relação observada entre as idades LOE obtidas e as curvas de variação do nível relativo do mar (NRM) e de paleopluviosidade, associadas ao modelo de estabilização de dunas recentes por aumento de umidade e queda de energia eólica, permite sugerir que a iniciação dos campos de dunas costeiros da região, em suas diferentes gerações, seja favorecida por situações de NRM estável e/ou em inversão de tendência, e por clima menos úmido e mais ventoso. A estabilização dos campos de dunas, em contrapartida, seria favorecida pela subida de NRM, pelo aumento da chuva e pela diminuição da intensidade dos ventos. Do ponto de vista do controle climático, a condição de iniciação de campos de dunas mencionadacoincidiria com momentos de enfraquecimento do Sistema de Monções da América doSul (SMAS), correlatos a períodos mais quentes no hemisfério norte. E a condição favorávelà estabilização de campos de dunas ocorreria nos momentos de intensificação do SMAS, correlatos a períodos mais frios no hemisfério norte. / This master dissertation refers to five areas withactive and stabilized eolian dune fields in the central coast of the Santa Catarina State, southernBrazil. In this region, a recent tendency to stabilization of active dune fields is inferred from the comparison between aerial photographs of different years. Meteorological data obtained between 1962 and 2010, including daily records of rainfall, wind intensity and wind direction, indicate increasing precipitation and weakening wind to this period. The combination of these two factors inhibits the eolian sediment transport to the dune field, as effect of increasing sand cohesion by wetting and vegetal colonization in deflation zones. Being persistent in the last three decades, these factorshave reduced gradually the sand areas exposed to eolian reworking and decreased more and more the effective eolian drift, culminating in the stabilization of dune fields. The sedimentary deposits of eolian dunes and paleodunes were grouped, by morphological, stratigraphic, granulometric and mineralogical criteria in four generations (G1 to G4), analogous to that previously recognized in the literature. The older generation (G1) has a wider age distribution than previously thought and can be subdivided regarding the geochronological aspect. The grain-size analysis data indicate trends of sediment coarsening, better sorting and more positive skewness, from the older to the younger generation,what is attributed to the influence of successive reworking of sediments between generations, withoutdiscarding the effect of changes in the transport energy and/or beach morphodynamics. The ages of the three older generations obtained by optically stimulated luminescence (OSL) method show coincidence with contexts of stable coastline and with climate in transition from less to more wet. The observed relationship between the OSL ages andthe relative sea level (RSL) and paleoprecipitation curves, besides the model of recent dune stabilization by the wet increasing and wind energy decreasing, allow us to suggest that the initiation of the dune fields in their different generations, in this coastal region, can be favoredby moments of stable and / or in reversal trend RSL, as well by less humid and more windy weather. In other hand, the stabilization of the dune fields would be favored by higher RSL, increasing rain and decreasing wind intensity. From the perspective of climate control, the mentioned condition to initiation of dune fields agree with moments of weakening of the South America Summer Monsoon System (SASM), related to warmer periods in the northern hemisphere. Analogously, the favorablecondition for the stabilization of dune fields would coincide with moments of intensification of the SASM, related to colder periods in the northern hemisphere.

[pt] A paisagem costeira presente no Litoral Oriental do Maranhão tem como um de seus elementos campos de dunas móveis, compondo um ambiente dinâmico que expressa alterações significativas tanto espaciais quanto temporais. Como parte dessa paisagem, o litoral de Tutóia apresenta feições eólicas relativamente próximas à linha de costa resultantes da ação conjugada de ondas, correntes costeiras, ação fluvial, variações do nível do mar e fatores climáticos que contribuíram para a configuração da atual paisagem costeira ao longo do tempo. Por estar inserida na Área de Proteção Ambiental do Delta do Parnaíba, a área de estudo merece destaque por sua importância socioeconômica e ambiental, o que justifica o desenvolvimento de estudos que contribuam para um melhor entendimento dos processos e da dinâmica que atuam na região. O presente trabalho tem como principal objetivo identificar alterações que ocorreram na paisagem costeira do município de Tutóia (MA), associadas aos processos de erosão e progradação da linha de costa e a dinâmica de evolução do campo de dunas ao longo dos últimos 23 anos. Espera-se com isso contribuir para o melhor conhecimento da dinâmica do Litoral Oriental maranhense fornecendo informações que sirvam de subsidio para futuros projetos de preservação e ordenamento do uso e ocupação da zona costeira. Para o desenvolvimento da pesquisa foram analisadas imagens de satélite (1994 a 2017) e elaborado uma série temporal por meio de técnicas de geoprocessamento, como sensoriamento remoto e sistemas de informações geográficas (SIG). Os resultados implicam em um mapa da evolução multitemporal dos campos de dunas móveis, onde houve um aumento na velocidade de deslocamento das dunas e na erosão da linha de costa, o que possibilitou identificar a significativa influência da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT), que quando submetida à anomalia Temperatura da Superfície do Mar (TMS) e ocorrência do El Niño, interfere na região Nordeste do Brasil, aumentando o período de escassez de chuvas e a intensidade dos ventos alísios, sendo estas as causas do aumento da velocidade de migrações de dunas nos períodos analisados. A presente dissertação reuniu importantes informações a respeito da dinâmica costeira local, principalmente em um trecho do litoral com escassez de informação, mas, é importante dar continuidade aos estudos desenvolvidos na área, aprofundando o conhecimento acerca do comportamento desses ambientes tendo em vista o planejamento das ações relacionadas aos processos de ocupação e exploração dos recursos naturais e que se almeje o desenvolvimento equilibrado, respeitando as intensa variabilidade do ambiente costeiro. / [en] The coastal landscape present in the Eastern Coast of Maranhão has dune fields as one of its elements, composing a dynamic environment that expresses significant spatial and temporal changes. As part of this landscape, the littoral of Tutóia exhibits eolian features relatively near to the coastline resulting from the combined action of waves, coastal currents, fluvial action, sea level variations and climatic factors that contributed to the current coastal landscape configuration over time. Being inserted in the Environmental Protection Area of Parnaíba Delta, the study area deserves attention because of its socioeconomic and environmental importance, which justifies the development of studies that contribute to a better understanding of the processes and dynamics that operate in the region. The present work main objective is to identify changes that occurred in the coastal landscape of Tutóia (MA) city, associated with the coastline erosion and progradation processes and the dune fields evolution dynamics over the last 23 years. It is expected to contribute to a better knowledge of the Eastern Coast of Maranhão dynamics by providing information that will serve as a subsidy for future preservation and planning the use and occupation projetcs of the coastal zone. For the research development, satellite images (1994 to 2017) were analyzed and a time series was elaborated through geoprocessing techniques such as remote sensing and geographic information systems (GIS). The results imply a multitemporal evolution map of the mobile dune fields, where had an increase on the dune displacement velocity and on the coastal line erosion, which allowed identifying the significant influence of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ), which when subdued to the Sea Surface Temperature (SST) anomaly and the El Niño occurrence, interferes in Brazil northeast region, increasing the rain scarcity period and the trade winds intensity, being these the causes of the dune migration velocity increase in the analyzed period. The present dissertation gathered important information about the local coastal dynamics, especially in a stretch of the coast with scarce information, however, it is important to continue the studies developed in the area, deepening the knowledge about the behavior of these environments owing to the planning of actions related to the occupation and exploitation of natural resources processes and that a balanced development is craved, respecting the intense variability of the coastal environment.

Dentro da região litorânea central do Estado de Santa Catarina, compreendida entre as praias do Ouvidor e dos Ingleses, foram delimitadase estudadas cinco áreas que abrigam tanto campos de dunas ativos quanto estabilizados. Com base em dados meteorológicos obtidos de 1962 a 2010, como registros diários de precipitação e deintensidade e rumo de vento, inferiu-se que a tendência de estabilização recente, observada nos campos de dunas atuais por comparação de fotografias aéreas de diferentes datas, resulta da combinação de aumento da precipitação com redução da intensidade do vento. Este dois fatores inibem o transporte eólico de sedimentos para o campo de dunas, seja pelo efeito de aumento de coesão da areia exercido pela umidade seja pelo favorecimento da colonização vegetal nas zonas de deflação. Persistentes nas últimas três décadas, estes fatores têm reduzido gradualmente as áreas deareia expostas ao retrabalhamento eólico, o que diminui cada vez mais a deriva eólica efetiva, culminando na fixação dos campos de dunas. Os depósitos sedimentares de dunas e paleodunas eólicas foram agrupados, por critérios morfológicos, estratigráficos, granulométricos e mineralógicos, em quatro gerações (G1 a G4), correlatas às reconhecidas previamente na literatura. A geração mais antiga (G1) possui, todavia, distribuição de idades mais ampla do que se pensava, podendo portanto, por critérios geocronológicos, vir a ser subdividida. Os resultados sedimentológicos apontam para tendências de engrossamento, melhora de seleção granulométrica e assimetria mais positiva, da geração mais antiga para a mais nova, o que é atribuído a influência de sucessiva reciclagem de sedimentos entre as gerações, sem descartar o efeito, em paralelo, de mudanças de energia e/ou morfodinâmica costeira. As idades obtidas para as gerações antigas pelo método da luminescência opticamente estimulada (LOE) permitem observar certa coincidência com contextos de linha de costa estável e de clima em transição de menos úmido para mais úmido. A relação observada entre as idades LOE obtidas e as curvas de variação do nível relativo do mar (NRM) e de paleopluviosidade, associadas ao modelo de estabilização de dunas recentes por aumento de umidade e queda de energia eólica, permite sugerir que a iniciação dos campos de dunas costeiros da região, em suas diferentes gerações, seja favorecida por situações de NRM estável e/ou em inversão de tendência, e por clima menos úmido e mais ventoso. A estabilização dos campos de dunas, em contrapartida, seria favorecida pela subida de NRM, pelo aumento da chuva e pela diminuição da intensidade dos ventos. Do ponto de vista do controle climático, a condição de iniciação de campos de dunas mencionadacoincidiria com momentos de enfraquecimento do Sistema de Monções da América doSul (SMAS), correlatos a períodos mais quentes no hemisfério norte. E a condição favorávelà estabilização de campos de dunas ocorreria nos momentos de intensificação do SMAS, correlatos a períodos mais frios no hemisfério norte. / This master dissertation refers to five areas withactive and stabilized eolian dune fields in the central coast of the Santa Catarina State, southernBrazil. In this region, a recent tendency to stabilization of active dune fields is inferred from the comparison between aerial photographs of different years. Meteorological data obtained between 1962 and 2010, including daily records of rainfall, wind intensity and wind direction, indicate increasing precipitation and weakening wind to this period. The combination of these two factors inhibits the eolian sediment transport to the dune field, as effect of increasing sand cohesion by wetting and vegetal colonization in deflation zones. Being persistent in the last three decades, these factorshave reduced gradually the sand areas exposed to eolian reworking and decreased more and more the effective eolian drift, culminating in the stabilization of dune fields. The sedimentary deposits of eolian dunes and paleodunes were grouped, by morphological, stratigraphic, granulometric and mineralogical criteria in four generations (G1 to G4), analogous to that previously recognized in the literature. The older generation (G1) has a wider age distribution than previously thought and can be subdivided regarding the geochronological aspect. The grain-size analysis data indicate trends of sediment coarsening, better sorting and more positive skewness, from the older to the younger generation,what is attributed to the influence of successive reworking of sediments between generations, withoutdiscarding the effect of changes in the transport energy and/or beach morphodynamics. The ages of the three older generations obtained by optically stimulated luminescence (OSL) method show coincidence with contexts of stable coastline and with climate in transition from less to more wet. The observed relationship between the OSL ages andthe relative sea level (RSL) and paleoprecipitation curves, besides the model of recent dune stabilization by the wet increasing and wind energy decreasing, allow us to suggest that the initiation of the dune fields in their different generations, in this coastal region, can be favoredby moments of stable and / or in reversal trend RSL, as well by less humid and more windy weather. In other hand, the stabilization of the dune fields would be favored by higher RSL, increasing rain and decreasing wind intensity. From the perspective of climate control, the mentioned condition to initiation of dune fields agree with moments of weakening of the South America Summer Monsoon System (SASM), related to warmer periods in the northern hemisphere. Analogously, the favorablecondition for the stabilization of dune fields would coincide with moments of intensification of the SASM, related to colder periods in the northern hemisphere.

No description available.