Patterns of tidal flow asymmetry on shoreface-connected ridge topography off Spiekeroog Island, German Bight

Summary

Asymmetry in spring-neap, flood-ebb, and acceleration-deceleration near-bottom tidal current parameters is assessed on the basis of fair-weather measurements at nineteen locations off Spiekeroog Island, German Bight. The study is aimed at a better understanding of flow-substrate interactions and, by implication, the development of shoreface-conneeted ridges which occur in 8–18 m water depth off the East Frisian coast. The ridges are spaced 1–1.5 km apart, have a relief of 3–5 m, widths of 1–2 km, and flank steepnesses of < 1‡. Flood-current peak-velocity asymmetry on each ridge was found to increase from the trough across the crest towards the seaward flank at both spring and neap tide. Tidal excursion was flood asymmetric at spring tide, but the asymmetry diminished with offshore distance. Flood and ebb accelerating currents had higher mean velocities than the decelerating counterparts at spring tide. The mean velocity of decelerating currents tended to be flood-asymmetric at neap tide. Asymmetry was also noted between flood and ebb current directions, on the one hand, and between spring tide and neap tide cross-ridge flow angle (0–44‡) of these currents, on the other. The observed asymmetries in tidal flow parameters are considered critical to ridge growth and maintenance, and most probably result from a combination of overtides as well as geometric and inertial effects due to the ridge topography.

Zusammenfassung

Basierend auf Daten von 19 Me\stationen vor Spiekeroog wurden die Asymmetrien bodennaher Tidestromparameter bei Spring-und Nipptide, Ebbe und Flut sowie Tidebeschleunigung/-verzögerung bei ruhigem Wetter untersucht. Ziel der Studie ist ein besseres VerstÄndnis der Wechselwirkung zwischen Strömung und Boden und somit der Entwicklung der Zungenriffe vor der ostfriesischen Küste in 8 bis 18 m Tiefe. Die 1–1,5 km auseinanderliegenden Riffe sind 3–5 m hoch, 1–2 km breit und haben eine Neigung von < 1‡. Bei maximalem Flutstrom nahm die Asymmetrie auf den Zungenriffen von der Mulde über den Scheitel zum seewÄrtigen Riffhang hin zu, und zwar bei Spring-und bei Nipptide. Die Gezeitenauslenkung war bei Springtide asymmetrisch, jedoch nahm die Asymmetrie mit zunehmender Entfernung von der Küste ab. Die Flut-und Ebbströme hatten bei Springtide höhere mittlere Geschwindigkeiten als die Ströme bei Nipptide. Die mittlere Geschwindigkeit der Ströme bei Nipptide war eher flutasymmetrisch. Asymmetrie wurde auch zwischen den Richtungen bei Flut-und Ebbstrom einerseits und dem Strömungswinkel (0–44‡) über die Riffzunge bei Nipp-und Springtide andererseits beobachtet. Die Asymmetrien der Tidestrompara-meter sind offenbar für Wachstum und Erhalt der Riffzungen von Bedeutung. Sie sind wahrscheinlich auf Obertiden sowie geometrie-und inertialbedingte Effekte der Riffzungentopographie zurückzuführen.