science >> Wetenschap >  >> Natuur

Nieuw inzicht in rivierstromen en sedimenttransport onder ijsbedekking

Onderzoekers werkten in koude en besneeuwde omstandigheden om de met ijs bedekte stroom van de Pulmanki-rivier in Finland te simuleren. Krediet:Eliisa Lotsari

Het met ijs bedekte seizoen speelt een belangrijke rol bij de ontwikkeling van riviergeulen, blijkt uit een nieuwe studie van de Universiteit van Oost-Finland. De ruimtelijke variabiliteit van sedimenttransport en verschillen in afzettings- en erosielocaties nemen toe in met ijs bedekte omstandigheden. De grootste erosiekrachten bevinden zich in de ondiepe delen van de rivier, zowel in open geul als onder ijs. Echter, ijsbedekking vernauwde het stroomgebied. De bevindingen zijn gepubliceerd in Processen en landvormen op het aardoppervlak .

"In subarctische gebieden, het met ijs bedekte stroomseizoen duurt maximaal acht maanden per jaar, en dit is iets waarmee rekening moet worden gehouden bij het analyseren van sedimenttransport in rivieren. Nog, dit is zeer zelden het geval geweest, " zegt Dr. Eliisa Lotsari van de Universiteit van Oost-Finland.

Onderzoekers van de Universiteit van Oost-Finland en de Universiteit van Turku simuleerden de met ijs bedekte stroming in een meanderende subarctische rivier, de Pulmanki-rivier, in het noorden van Finland. Met behulp van hydrodynamische 2D-modellering, de onderzoekers onderzochten ruimtelijke variatie in stromingskarakteristieken en het erosie- en sedimentatiepotentieel van de met ijs bedekte stroming in vergelijking met open kanaalcondities. Tot nu toe, met ijs bedekte stromings- en sedimenttransportcondities zijn voornamelijk bestudeerd in laboratoriumomstandigheden. Bovendien, eerdere studies waren vooral gericht op grote overstromingen of open kanaalomstandigheden.

"Toekomstige veranderingen in seizoenstemperaturen en in de ijscondities van rivieren kunnen een aanzienlijke impact hebben op de riviermorfologie in koudere klimaten, aangezien er veranderingen in rivierstromen kunnen optreden, sedimenttransport en rivieroorsprong. Deze kunnen ook op lange termijn ecologische gevolgen hebben voor de vegetatie en de dierenpopulaties van rivieren, ' zegt Lotari.

Uit de studie bleek dat ijsbedekking het optreden van recirculerende stromingsstructuren beïnvloedde. Het verhoogde ook de dichtheid van kleine recirculerende stroomstructuren. Lage stroomsnelheid in deze "whirlpools" maakt ook sedimentafzetting mogelijk. Echter, de kritische drempels voor het meesleuren van deeltjes worden vaker overschreden in open kanaalomstandigheden dan in met ijs bedekte.