Zastosowanie metod dendrochronologicznych w badaniach lawin śnieżnych

• Autorzy: Kaczka R. J. , Janecka K , Lempa M. , Rączkowska Z.

Identyfikatory

DOI

http://dx.doi.org/10.12657/landfana.028.002

Warianty tytułu

EN

The dendrochronological methods of snow avalanche investigation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Lawiny śnieżne pomimo swojej siły pozostawiają niejednorodny zapis w środowisku. Z tego powodu rekonstrukcja momentu wystąpienia i wielkości lawiny jest zadaniem trudnym. Jednym z pośrednich dowodów ich aktywności są miejsca, gdzie lawiny docierają do lasu pozostawiając swój ślad w skali makro (obniżanie górnej granicy lasu) i mikro (uszkodzenia pojedynczych drzew). Odpowiednio zaadaptowane metody dendrochronologiczne pozwalają datować zdarzenia lawinowe. W wyniku połączenia analiz dendrochronologicznych z innymi metodami badawczymi uzyskujemy wielowymiarowy obraz aktywności lawin w przeszłości. Zastosowanie podstawowych technik dendrochronologicznych do datowania zdarzeń lawinowych zostało omówione na przykładzie wyników badań w Białym Żlebie w Tatrach Wysokich. Opracowana dla tego miejsca rekonstrukcja aktywności lawin obejmuje ponad 100 lat i wskazuje na pięć dużych zdarzeń lawinowych w okresie od 1912 do 2009 roku. Włączenie do analiz technik GIS umożliwiło rozszerzenie rekonstrukcji o elementy przestrzenne, informujące o zasięgu przeszłych zdarzeń.

EN

Despite their strength, snow avalanches leave a very diverse record in the environment. For this reason, the reconstruction of the occurrence, time and magnitude of avalanches is a really demanding task. It can only be performed in places where avalanches reach forests, leaving their marks in the macroscale (lowering the upper timberline) and microscale (damaging individual trees). Appropriately adapted dendrochronological methods allow dating the avalanche events. Combining the dendrochronological analyses with other techniques enables to obtain a multi-dimensional image of avalanche events. The application of the basic dendrogeomorphological techniques is discussed on the example of the results of the research from the Biały Żleb chute located in the High Tatras. The obtained reconstruction of avalanche activity covers more than 100 years and points to five major avalanche events in the period from 1912 to 2009. The employment of GIS techniques allowed to extend the reconstruction by a spatial element indicating the range of the past events.

Słowa kluczowe

PL

lawiny śnieżne; dendrochronologia; rekonstrukcja; GIS; Tatry

EN

snow avalanche; dendrochronology; reconstruction; GIS; Tatra Mts.

• Wydawca: Stowarzyszenie Geomorfologów Polskich
• Czasopismo: Landform Analysis
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 28
• Strony: 15--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 73 poz., rys.

Twórcy

autor

Kaczka R. J.

• Wydział Nauk o Ziemi, Uniwersytet Śląski, Sosnowiec

autor

Janecka K

• Wydział Nauk o Ziemi, Uniwersytet Śląski, Sosnowiec

autor

Lempa M.

• Wydział Nauk o Ziemi, Uniwersytet Śląski, Sosnowiec

autor

Rączkowska Z.

• Instytut Geografii i Przestrzennego Zagospodarowania, Polska Akademia Nauk, Kraków

Bibliografia

• Alestalo J., 1971. Dendrochronological interpretation of geomorphic processes. Fennia 105: 1–140.
• Bajkiewicz-Grabowska E., Mikulski Z, 2011. Hydrologia ogólna. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
• Becht M., 1995. Slope erosion processes in the Alps. In: O.Slaymaker (ed.), Steepland Geomorphology. Wiley, New York: 45–61.
• Bollschweiler M., Stoffel M., Schneuwly D.M., 2008a. Dynamics in debris-flow activity on a forested cone – a case study using different dendroecological approaches. Catena 72: 67–78.
• Bollschweiler M., Stoffel M., Schneuwly D.M., Bourqui K., 2008b. Traumatic resin ducts in Larix deciduas steams impacted by debris flows. Tree Physiology 28: 255–263.
• Braam R. R., Weiss E. E. J., Burrough P. A., 1987. Spatial and temporal analysis of mass movement using dendrochronology. Catena 14(6): 573–584.
• Büntgen U., Frank D. C., Kaczka R. J., Verstege A., Zwijacz-Kozica T., Esper, J., 2007. Growth responses to climate in a multi-species tree-ring network in the Western Carpathian Tatra Mountains, Poland and Slovakia. Tree Physiology 27(5): 689–702.
• Butler D.R., Malanson G.P., 1985. A history of high-magnitude snow avalanches, southern Glacier National Park, Montana, U.S.A. Mountain Research and Development 5: 175–182.
• Butler D.R., Sawyer C.F., Maas J.A, 2010. Tree-Ring Dating of Snow Avalanches in Glacier National Park, Montana, USA. In: M.Stoffel, M.Bollschweiler, D.R.Butler, B.H.Luckman (eds), Tree Rings and Natural Hazards: A state-of-the-art. Springer, Dordrecht Heidelberg London New York: 35–46.
• Carrara P. E., 1979. The determination of snow avalanche frequency through tree-ring analysis and historical records at Ophir, Colorado. Geological Society of America Bulletin 90(8): 773–780.
• Casteller, A., Christen, M., Villalba, R., Martínez, H., Stöckli, V., Leiva, J. C., Bartelt, P., 2008. Validating numerical simulations of snow avalanches using dendrochronology: the Cerro Ventana event in Northern Patagonia, Argentina. Natural Hazards and Earth System Science 8(3): 433–443.
• Chiroiu P., Stoffel M., Onaca A., Urdea P., 2015. Testing dendrogeomorphic approaches and thresholds to reconstruct snow avalanche activity in the Făgarăş Mountains (Romanian Carpathians). Quaternary Geochronology 27: 1–10.
• Chomicz K., Kłapowa M., 1969. Obserwacje lawin śnieżnych w Tatrach. Wierchy 38: 137–153.
• Chomicz K., Knazovicky L., 1974. Laviny,. W: M.Koncek (red.), Klimat Tatr. VEDA, Bratislava: 581–600.
• Corona C., Rovéra G., Lopez S. J. Stoffel M., Perfettini P., 2010. Spatio-temporal reconstruction of snow avalanche activity using tree rings: Pierres Jean Jeanne avalanche talus, Massif de l’Oisans, France. Catena 83(2): 107–118.
• Czajka B., Kaczka R.J., Guzik M., 2012. Zmiany morfometrii szlaków lawinowych w Dolinie Kościeliskiej od utworzenia Tatrzańskiego Parku Narodowego. Prace Wydziału Nauk o Ziemi Uniwersytetu Śląskiego, Wydawnictwo Pozkal 77: 126–135.
• Czajka, B., Łajczak, A., Kaczka, R. J., 2015. The dynamics of the timberline ecotone on the asymmetric ridge of the Babia Góra Massif, Western Carpathians. Geographia Polonica 88(2): 85–102.
• Decaulne A., Eggertsson Ó., Sæmundsson Þ., 2012. A first dendrogeomorphologic approach of snow avalanche magnitude – frequency in Northern Iceland. Geomorphology 167–168: 35–44.
• Decaulne A., Sæmundsson Þ., 2008. Dendrogeomorphology as a tool to unravel snow-avalanche activity: preliminary results from the Fnjóskadalur test site, Northern Iceland. Norsk Geografisk Tidsskrift 62(2): 55–65.
• Dorren L. K., Berger F., 2006. Stem breakage of trees and energy dissipation during rockfall impacts. Tree Physiology 26: 63–71.
• Douglass, A. E. 1941. Crossdating in Dendrochronology. Journal of Forestry 39(10): 825–831.
• Dubé S., Filion L., Hétu B., 2004. Tree-ring reconstruction of high-magnitude snow avalanches in the northern Gaspé Peninsula. Arctic, Antarctic, and Alpine Research 36: 555–564.
• Fritts H. C., 1976. Tree rings and climate. Academic Press.
• Grisino-Mayer H., 2003. A manual and tutorial for the proper use of an increment borer. Tree-Ring Research 59(2): 63 –79.
• Hreško J., Boltižar M., Bugár G., 2005. The present-day development of landforms and landcover in alpine environment – Tatra Mts (Slovakia). Studia Geomorphologica Carpatho-Balcanica 39: 23–48.
• Jomelli V., Francou B., 2000. Comparing the characteristics of rockfall talus and snow avalanche landforms in an Alpine environment using a new methodological approach: Massif des Ecrins, French Alps. Geomorphology 35(3): 181–192.
• Kaczka R. J., Czajka B., Janecka K., 2014. Ocena dokładności dendrochronologicznego datowania ekstremalnych zdarzeń geomorfologicznych. Spojrzenie w głąb słoja – anatomia drewna w badaniach dendrochronologicznych, Studia i Materiały Centrum Edukacji Przyrodniczo-Leśnej 40(3): 282–289.
• Kaczka R.J., Deslauriers A., Morin H., 2010. High-precision dating of debris-flow events within the growing season. In: M.Stoffel, M.Bollschweiler, D.R.Butler, B.H.Luckman (eds), Tree Rings and Natural Hazards: A state-of-the-art. Springer, Dordrecht Heidelberg London New York: 395–401.
• Kaczka R.J., Lempa M., Czajka B., Janecka K., Rączkowska Z., Hreško J., Bugar G., 2015. The recent changes of timberline in the Tatra Mountains. A case study of the Rybi Potok (Poland) and the Mengusovska Valley (Slovakia). Geographia Polonica 88(2):71–88.
• Kaczka. R.J., 2004. Dendrochronologiczny zapis zmian klimatu Tatr od schyłku małej epoki lodowej (na przykładzie Doliny Gą sienicowej). W: A.Kotarba (red.), Rola małej epoki lodowej w przekształcaniu ś rodowiska przyrodniczego Tatr. Prace Geograficzne 197: 87–113.
• Kłapa M., 1959. Lawiny. Wierchy 28: 127–163.
• Kłapowa M., 1974. Szata śnieżna w Tatrach. Czasopismo Geograficzne 45: 95–111.
• Kłapowa M., 1976. Mapa zagroż enia lawinowego w Tatrach. Wynik kartowania lawin snież nych zimą 1969/1970, 8 arkuszy.
• Klimaszewski M., 1981. Geomorfologia. Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa.
• Kose N., Aydın A., Akkemik U., Yurtseven H., Guner T. 2010. Using tree-ring signals and numerical model to identify the snow avalanche tracks in Kastamonu, Turkey. Natural Hazards 54 (2):435–449.
• Kotarba A., Kaszowski L., Krzemień K., 1987. High-mountain denudational system of the Polish Tatra Mountains. Geographical Studies 3: 38–44.
• Kotarba A., Starkel L., 1972. Holocene morphogenetic altitudinal zones in the Carpathians. Studia Geomorphologica Carpatho-Balcanica 6: 21–35.
• Laska M., Kaczka R.J., 2010. Dendrochronologiczna rekonstrukcja lawin w Tatrach Wysokich. Nauka a zarządzanie obszarem Tatr i ich otoczeniem, Zakopane 1: 89–94.
• Lempa M, Kaczka R. J., Rączkowska Z., 2014. Rekonstrukcja aktywności lawin śnieżnych w Białym Żlebie w (Tatry Wysokie) na podstawie przyrostów rocznych świerka pospolitego (Picea abies L. Karst.). Spojrzenie w głąb słoja – anatomia drewna w badaniach dendrochronologicznych. Studia i Materiały Centrum Edukacji Przyrodniczo-Leśnej 40(3): 105–112.
• Luckman B. H., 2010. Dendrogeomorphology and snow avalanche research. In: M.Stoffel, M.Bollschweiler, D.R.Butler, B.H.Luckman (eds), Tree Rings and Natural Hazards: A state-of-the-art. Springer, Dordrecht Heidelberg London New York: 27–34.
• Luckman B.H., 1978. Geomorphic work of snow avalanches in the Canadian Rocky Mountains. Arctic and Alpine Research 10: 261–276.
• Lundström T., Jonsson M. J., Volkwein A., Stoffel M., 2009. Reactions and energy absorption of trees subject to rockfall: A detailed assessment using a new experimental method. Tree Physiology 29: 345–359.
• Lundström T., Stoffel M., Stöckli V., 2008. Fresh-stem bending of silver fir and Norway spruce. Tree Physiology 28: 355–366.
• Myczkowski S., 1956. Lawina a las tatrzański. Wierchy 25: 198–201.
• Myczkowski S., 1962. Wpływ lawin śnieżnych na lasy Tatrzańskiego Parku Narodowego w dolinach: Rybiego Potoku, Roztoki, Waksmundzkiej i Pańszczycy. Ochrona Przyrody 28: 83–108.
• Owen G., Matthews J.A., Shakesby R.A., He X., 2006. Snow-avalanche impact landforms, deposits and effects at Urdvatnet, southern Norway: implications for avalanche style and process. Geografiska Annaler. Series A. Physical Geography: 295–307.
• Pelfini M., Santilli M., 2008. Frequency of debris flows and their relation with precipitation: a case study in the Central Alps, Italy. Geomorpgology 101: 721–730.
• Potter N., 1969. Tree-ring dating of snow avalanche tracks and the geomorphic activity of avalanches, northern Absaroka Mountains, Wyoming. Geological Society of America Special Papers 123: 141–166.
• Pressler M. R., 1866. Der forstliche Zuwachsbohrer neuester Construction. Tharandter forstliches Jahrbuch 17: 15 –23.
• Rączkowska Z., Długosz M., Gądek B., Grabiec M., Kaczka R.J., Rojan E., 2015 Uwarunkownia przyrodnicze, skutki i zmiany aktywności lawin śnieżnych w Tatrach. W: A.Kotarba (red.), Przyroda Tatrzańskiego Parku Narodowego a Człowiek, Tom I Nauki o Ziemi, Wydawnictwa Tatrzańskiego Parku Narodowego, Zakopane.
• Rapp A., 1960. Recent development of mountain slope in Kärkevagge and surroundings. Geografiska Annaler 17A(2–3): 71–200.
• Rossi S., Deslauriers A., Anfodillo T., Carraro V., 2007. Evidence of threshold temperatures for xylogenesis in conifers at high altitudes. Oecologia 152(1): 1–12.
• Rossi S., Deslauriers A., Anfodillo T., Morin H., Saracino A., Motta R., Borghetti M., 2006. Conifers in cold environments synchronize maximum growth rate of tree ring formation with day length. New Phytologist 170(2): 301–310.
• Schneuwly D.M., Stoffel M., Bollschweiler M., 2009. Formation and spread of callus tissue and tangential rows of resin ducts in Larix decidua and Picea abies following rockfall impacts. Tree Physiology 29: 281–289.
• Schweingruber F.H., 1989. Tree Rings. Kluwer Academic Publishers, Holland.
• Schweingruber F.H., 1993. Trees and Wood in Dendrochronology. Morphological, Anatomical, and Tree-Ring Analytical Characteristics of Trees Frequently Used in Dendrochronology. Springer Series in Wood Science.Berlin/Heidelberg.
• Schweingruber F.H., 1996. Tree Rings and Environment. Dendroecology. Birmensdorf, Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research, Berne, Stuttgart, Vienna, Haupt.
• Schweizer J., Jamieson B. J., Schneebeli M., 2003. Snow avalanche formation. Reviews of Geophysics 41(4): 2–25.
• Shroder J.F., 1978. Dendrogeomorphological analysis of mass movement on Table Cliffs Plateau, Utah. Quaternary Research 9: 168–185
• Smoleń ski J., 1932. Z badań Wysokogórskiej Stacji Naukowej w Dolinie Pię ciu Stawów Polskich w Tatrach. Wierchy 10: 151–156.
• Stoffel M., Bollschweiler M., 2008. Tree-ring analysis in natural hazards research: an overview. Natural Hazards and Earth System Sciences 8(2): 187–202.
• Stoffel M., Bollschweiler M., Butler D. R., Luckman B. H., 2010. Tree Rings and Natural Hazards. Springer Netherlands, Dordrecht: 10–11.
• Stoffel M., Bollschweiler M., Hassler G.R., 2006. Differentiating past events on a cone influenced by debris-flow and snow avalanche activity – a dendrogeomorphological approach. Earth Surface Processes and Landforms 31(11): 1424–1437.
• Stoffel M., Butler D.R., Corona C., 2013. Mass movements and tree rings: a guide to dendrogeomorphic field sampling and dating. Geomorphology 200: 106–120.
• Stoffel M., Corona C., 2014. Dendroecological dating of geomorphic disturbance in trees. Tree-Ring Research 70(1): 3–20.
• Stoffel M., Hitz O.M., 2008. Snow avalanche and rockfall impacts leave different anatomical signatures in tree rings of Larix decidua. Tree Physiology 28: 1713–1720.
• Stoffel M., Lievre I., Monbaron M., Perret S., 2005. Seasonal timing of rockfall activity on a forested slope at Taschgufer (Swiss Alps) – A dendrochronological approach. Geomorphology 49: 89–106.
• Timell T.E., 1986. Compression Wood in Gymnosperms. Springer-Verlag, Berlin.
• TPN [Tatrzański Park Narodowy], 1999–2013. Statystka. Online: tpn.pl/zwiedzaj/turystyka/statystyka – 13.12.2014
• Wistuba M., Malik I., Gärtner H., Kojs P., Owczarek P., 2013. Application of eccentric growth of tree-rings as a tool for landslide analyses (an example of Picea abies Karst. in the Carpathian and Sudeten Mountains – Central Europe). Catena 111: 41–55.
• Zaruski M., 1910. Jeden dzień przy Morskim Oku. Pamiętniki Towarzystwa Tatrzańskiego, Kraków: 31–35.
• Zaruski M., 1911. Lawiny ś nież ne w Dolinie Rybiego Potoku w dniach 27, 28 i 29 stycznia 1911 roku. Pamię tniki Towarzystwa Tatrzań skiego, Kraków: 107–112.
• Zielski A., Krąpiec M. 2009. Dendrochronologia. Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa.