Frequency distribution of emerged beach area based on daily shorelines over decades (2001-2022)

Abstract

[EN] The position of a shoreline is a dynamic phenomenon, shaped by various mechanisms operating over different time scales. This study proposes that the frequency distribution of shoreline position, or the emerged area of a beach, tends to display a Gaussian-like distribution and varies according the configuration of the beach and its long-term evolution—whether stable, eroding or prograding. To test this hypothesis, we analyze extensive data on shoreline position from hourly video images spanning the years 2001 to 2022, collected at two beaches in Barcelona. Our findings reveal distinct patterns: during periods of shoreline stability, the frequency distribution tends to approximate a normal or Gaussian distribution. Conversely, periods of beach erosion exhibit a negatively skewed distribution. Additionally, interventions such as beach protection structures, sand nourishments, or the impacts of major storms can induce shifts in the Gaussian distribution's location. We thoroughly discuss these observed changes and underscore the benefits of employing a range to represent shoreline position in medium-term studies.

[ES] La posición de la línea de costa es altamente dinámica y responde a mecanismos que actúan bajo diferentes escalas temporales. En este trabajo se hipotetiza que la distribución de frecuencias de la posición de la línea de costa (o el área emergida) de una playa tenderá a tener una distribución nor mal o Gaussiana y será diferente en función de la configuración de la playa y de su evolución a largo plazo (estable, erosión o progradación). Para verificar esta hipótesis se utilizan datos masivos de la posición de la línea de costa en dos playas de la ciudad de Barcelona obtenidos a partir de imágenes horarias durante el período 2001-2022. Los resultados indican que en períodos en los que la línea de costa es relativamente estable la distribución de frecuencias se aproxima a una distribución normal o Gaussiana. En períodos con una tendencia erosiva la distribución tiene una asimetría negativa, mientras que los cambios en las estructuras de protección de la playa, las regeneraciones artificiales o los efectos de los grandes temporales provocan saltos en la distribución de frecuencias. Se discuten todos estos cambios y se destacan las ventajas de utilizar en los estudios a medio largo plazo un rango para representar la posición de la línea de costa.