브루운 룰

브루운 룰은 해수면 변화에 대응해 모래사장의 해안선 후퇴 규모를 추정하는 공식이다. 원래 페르 브루운에 의해 1962년에 출판된 브루운 룰은 해수면 상승과 해안선 불황 사이의 관계를 최초로 부여했다.^[1][2] 이 규칙은 단순하고 2차원적인 대량 변환이며, 비판과 수정, 그리고 보다 복잡한 대체 모델의 사용 가능 여부에도 불구하고 해수면 상승에 대응한 해안선 침체를 추정하기 위해 공통적으로 사용된다.^[3]

규칙

브루운 룰은 해안면 프로필이 평형 형태를 유지한다고 주장하는 평형 프로필 이론에 근거하여 해수면 상승과 해안선 불황 사이에 선형 관계를 제공하며, 해수면이 상승함에 따라 이 평형 프로필이 새로운 s에 비해 그 모양을 보존하기 위해 점점 더 많은 수용 공간이 이 평형 프로필을 육지와 위쪽으로 밀어올린다.ㄱ레벨^[4] 이와 같이 브루운 룰 분석은 해안선이 육지로 이동하면서 상부해변이 침식되고, 침식된 물질의 부피가 앞바다에 퇴적되어 수심이 일정하게 유지되는 근해 하단이 상승하는 것으로 가정한다.^[5] 브루운 룰은 해안 침체가 해변의 경사면에 따라 해수면 상승의 10~50배에 이를 것으로 예측하고 있다.^[6]

브루운 규칙의 수학적 표기법은 다음과 같다.

${\displaystyle R={\frac {SL}{h+B}={\frac {S}{\tan \beta}}}}$^[7][3]

어디,

• R은 해안선 불황이다, 미터 단위의
• S는 해수면 상승(m)이다.
• L은 해수면 상승에 영향을 받는 바닥의 수평 길이(사구 봉우리에서 폐쇄 깊이까지), 미터 단위
• h는 폐쇄 깊이(심각한 침전물 운송이 발생하지^[8][9] 않는 수심)이다(m)
• B는 해발고도(m)의 모래언덕 높이다.
• β는 활성 프로파일의^[7] 평균 기울기

역사

1954년, Per Moller Bruun은 해변의 프로필과 해안 사이의 평형을 설명하는 논문을^[10] 발표했다.^[11] 이러한 생각을 발전시킨 그는 1962년에 "해안 침식의 원인으로서의 해수면 상승"이라는 논문을 발표했는데,^[1] 이 논문은 해수면 상승과 평형 해변 프로필의 해안선 불황 사이의 관계를 최초로 제공했다.^[2] 그의 통치는 1967년 슈워츠가 '해안 침식의 원인으로서 해수면 상승의 브루운 이론'을 발표했을 때 비로소 이름이 붙여졌다. 이 이론의 실험실과 현장 테스트를 자세히 설명하면서 "앞으로 그 개념은 브룬의 법칙"으로 알려지게 되었다.""^[12]

이후 퍼브룬은 1983년 '침식 브루운 룰의 이용 조건 검토'^[13]와 1988년 '해상급 상승에 의한 브루운 룰: 대규모 2차원·3차원 이용에 관한 논의' 등 모델의 한계와 실용성을 명확히 하기 위한 작품을 출간했다.^[14] 이 간행물들은 규칙의 한계와 실용성을 개략적으로 설명하며, 이 모델은 의도적으로 2차원이지만, 실제로 3차원 환경에 적용된다는 점을 강조한다.^[13][14] 브루운은 이 규칙이 실용화를 위해 "현실적인 조정을 받아야 한다"^[13]고 말한다.

브루룬이 인정한 바와 같이 브루운 규칙은 특징적으로 단순한 규칙이며 따라서 더 많은 요소들을 감안하고 더 많은 경우에 정확하게 적용되도록 여러 번 수정되었다.^[15] 브루운 규칙은 근해 수송, 오버워시, 아이올리언 침전물 수송을 고려하여 가장 자주 수정되었다.^[15] 예를 들어 1983년 Dean과 Maurmeier는 장벽 해안과 섬에 적용할 수 있도록 규칙을 수정했고, 그 중 일부는 침식 대신 악화를 경험한다.^[4][16] 2013년^[15] 로사티 외와 2016년^[17] 딘과 휴스턴은 육지 운송과 예상 폐쇄 깊이에 대한 해안 횡단 이동을 고려하도록 규칙을 수정했다.^[15][17] 또한 2011년 애쉬튼 외는 절벽이 있는 해안에서 사용하기 위해 브루운 규칙을 수정했고,^[18] 2013년 힌켈 외는 이 규칙을 갯벌과 주변의 해수면 상승에 미치는 영향을 설명하는 더 넓은 방법론의 일부로 사용했다.^[19] 남은 가장 큰 과제는 해수면 상승이 해변 형태학에 미치는 영향을 파도에너지, 조류, 풍력 작용, 침전물 공급, 침전물 종류, 곡물 크기의 결합 효과로부터 격리시키는 것으로 보인다.^[20][11]

다양한 형태로, 그리고 다른 모델들과 결합되어, 브루운 규칙은 이제 전세계 해수면 상승에 대한 해안선 반응을 추정하는 데 사용되었다.^[6] 브루운 룰은 카스피해,^[21] 한반도,^[22] 슈이동만,^[23] 노퍽,^[24] 로드아일랜드,^[25] 플로리다,^[26] 아크라,^[27] 하와이 등 연안에 적용됐다.^[7]

비평

기후변화가 해변에 미치는 영향은 토목공학, 정책뿐만 아니라 해양, 지구, 대기과학을 아우르는 학문 간 융합 과목이기 때문에 정확한 모델링을 하기 어렵다.^[28] 성장하는 연안 공동체 및 고부가가치 연안 자산을 준비하기 위해 효과적인 적응 전략을 뒷받침하기 위해 신뢰할 수 있는 연안 기후 변화 영향 평가가 필요하다.^[29] 그 결과 브루운 룰(Bruun Rule), 브루운 룰(Bruun Rule) 기반 모델 등 해수면 상승에 따른 해안침식 추정 모델들이 지속적으로 검토 및 업데이트되고 있다.^[7][8][9] 브루운 규칙은 많은 학문적 논쟁의 중심이 되었다.^[19]

그것의 내재된 가정들에 대응하여, 브루운 규칙은 널리 비판되어 왔다.^{[4][7][9][29][30][31][11]} 이 규칙에서 가장 비판적인 가정으로는 근해 퇴적물 수송의 구배 불변성, 폐쇄 깊이 존재, 폐쇄된 퇴적물 예산 및 충분한 모래 공급원의 가용성이 있다.^[4] 2015년 안데르센 등은 브루운 룰을 스스로 "...물리적 환경 설정에 대한 가정으로 인해 "개방형 연안 환경에서는 사실상 사용할 수 없음".^[7][7]

브루운 룰에 대해 비판적인 한 가지 가정은 롱쇼어 운송의 순효과를 무시할 수 있는 것으로 간주하는 것이다.^[4][7][11] 그 규칙이 롱쇼어 3차원을 설명하지 않는 2차원 크로스쇼어 모델이기 때문이다.^[3] 그러나 이러한 해안 효과는 해변을 따라 침전물이 침식되거나 퇴적되어 해안선 형태학을 지배하고 심지어 브루운 모델에서 설명한 해수면 상승의 영향을 가리는 주요 원인이 될 수 있다.^[4][7]

비판적인 또 다른 가정은 '폐쇄의 깊이'의 존재다. 폐쇄 깊이는 침상 수위에 큰 변화가 없는 수심인 것으로 간주되며, 보통 파도와 막대가 부서지는 것으로 특징지어지는 상부 해안면과 부서지지 않는 파도와 막대가 없는 것으로 특징지어지는 하부 해안면 사이의 경계로 간주된다.^[4] 브루운 규칙은 이 경계를 넘어 침전물이 크게 전이되지 않는다고 규정하고 있지만, 실제로 이 개념의 강도는 논의되고 있다.^[4][11] 제외하면, 그 침전물은 낮은 shoreface에서 상단 shoreface에 대한 평형 경사를 유지하다로 운반되는 침식되기 hypothesising 상단 그리고 더 낮은 shoreface 관계에 중대한 침전물 전달 인식 그 대안 R-DA 모델, Davidson-Arnott,[20]에 의해 제안한 Bruun 규칙과 동일한 가정에 맞게 그리고 그 바탕을 두고 있다. 로 그 결과 해수면 상승에 따른 폐쇄 깊이의 상승 및 육지로 이동한다.^[4][20]

쿠퍼와 필키는 2004년 '해상급 상승과 해안선 후퇴: 브루운 지배를 버릴 시간'^[11]이라는 논문을 발표하며 브루운 통치에 대한 비판에 직접 나서왔다.^[11] 그들은 광범위한 비판에도 불구하고 원래의 브루운 규칙은 브루운과^[14] 실험 역사에 의해 요약된 부적절한 맥락에서 계속 적용되고 있으며, 브루운 규칙과 그에 수반되는 논란이 많은 가정들이 해안 행동에 더 정교한 통찰력을 제공한다고 주장하는 후기 모델에 포함되어 있다고 주장한다.^[32] 쿠퍼와 필키는 브루운 규칙의 용도를 "하나의 모델이 모든 것을 적합시키는"^[11] 접근법으로 묘사하고 있는데, 브루운 규칙은 설명하기에 부적합한 복잡한 해안 환경에 대한 것이다.^[11] 그들은 이 규칙이 "작동되지 않는" 세 가지 주요 이유를 열거한다:^[11] 제한적인 가정, 중요한 변수들의 누락, 그리고 구시대적이고 잘못된 개념에 대한 의존이다.^[11] 그들은 이 규칙의 제한적 가정을 순 연안 운송을 무시하는 폐쇄적 자재 균형과 해수면 상승을 가정하는 부가적 요소의 결여는 항상 해변 침체를 초래하며, 이는 이 규칙의 사용을 소수의 해안으로 제한한다.^[11] 쿠퍼와 필키는 누락된 변수를 아웃크로프나 하류의 존재, 대륙붕 경사가 후퇴율에 미치는 영향, 현장 고유 피드백 관계, 그리고 해안 진화의 고도로 가변적인 패턴, 범용 평형 프로로서 의존하는 구식이고 잘못된 개념으로 열거한다.파일 이론, 폐쇄 깊이, 그리고 해안면 경사가 해안 후퇴 속도에 영향을 미친다는 지원되지 않는 생각.^[11] 이들은 "[브라운 룰]이 유용성보다 오래 지속돼 버려야 한다는 사실을 은폐한다"^[11]고 주장했지만, 이 규칙에 대한 "의미 있는 대안"^[15]을 제시하지 않아 비판을 받아왔다.

브루룬은 논문에서 자신의 통치에 대해 엄격한 수학적 유래를 제시하지 않아 연구계에 혼란을 초래했다.^{[1][13][14][16]} 예를 들어 1978년 로젠, 1981년 앨리슨과 슈워츠, 1983년 딘과 모어마이어, 2004년 장, 더글러스, 가죽맨은 모두 브루운 룰을 수학적으로 다르게 도출해 냈으며, 브루운 룰의 가정과 제한에 대해서는 그들만의 파생에만 국한된 견해차를 보였다.^[16] 그러나 장 외 ^[16]연구원의 후기 개정은 "매우 단순하지만 브루운 모델은 상당한 일반성을 가지고 있다"^[16]는 것을 보여주는 대체 파생법을 제시한다.

일부 현장 및 실험실 테스트는 브루운 규칙을 지지했지만, 이러한 출판물에 대한 실험적인 결함은 비난 받아왔다.^[7] 그 중에서도 2009년 라나싱헤와 스티브,^[3] 이후 2015년 안데르센 외 연구진은 "^[7]브룬 모델에 대해 포괄적이고 잘 수용된 검증이 이루어진 연구는 없다"^[7]고 결론지었다. 그러나 브루운 룰로부터 수집된 정량적 데이터가 "매우 거친 근사치"^[7] 또는 "확대적인 추정치"^[3]로 불리고 있음에도 불구하고 해안가 침체의 기본적인 질적 모델은 유효하다는 데 거의 의견이 일치하고 있다.^[3][7][5] 이러한 비판에도 불구하고 브루운 룰은 단순함으로 인정받고 있으며, 여전히 "단순하고 실행 가능한 대안은 없다"^[15]는 것이다.

참고 항목

• 해안침식
• 연안관리
• 해안지리학
• 침전물 수송
• 롱쇼어 드리프트
• 해수면 상승

참조