Original paper

The frequency and magnitude of geomorphic processes and landform behaviour

Crozier, M.J.

Zeitschrift für Geomorphologie Supplement Volumes Band 115 (1999), p. 35 - 50

53 references

published: Jul 1, 1999

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ArtNo. ESP023011500003, Price: 29.00 €

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Abstract

The parameters of frequency and magnitude and their relationship provide only a partial explanation of episodic process behaviour. Full characterization of episodic processes from a geomorphic perspective should include, initiating and ending thresholds, duration, and areal extent of process activity. Successful application of frequency-magnitude studies to engineering, management, and geomorphic problems is strongly constrained by the equilibrium conditions of the geomorphic system. Most frequency-magnitude studies involve coupling of a forcing process with a process-response. The reliability of such relationships is dependent on the recognition of thresholds, scales of time and space, and other variable system properties. An understanding of the nature of episodic geomorphic processes and process-response systems is thus essential to the reliable assessment of geomorphic activity and landform evolution. To this end, it is useful to view process relationships from both a geomechanical and behavioural perspective. It is proposed that the stress/resistance/strain relationship can be represented by corresponding behavioural concepts of ‘potency’, ‘susceptibility’ and ‘occurrence’, modified by the operation of ‘ambient filters’. The extension of frequency-magnitude concepts and other aspects of episodic behaviour to the development of geomorphic terrain requires the integration of multiple processes operating on different frequency-magnitude scales. Changes in frequency-magnitude behaviour may indicate significant environmental change in either the initiating forces and/or terrain susceptibility, including the influence of human activity. However, the signal of different geomorphic events may be diffused in time and space at different rates, making subsequent interpretation of geomorphic behaviour a difficult task.

Kurzfassung

Die Parameter Häufigkeit und Größe und deren Verhältnis zueinander liefern nur eine teilweise Erklärung für das Verhalten episodischer Prozesse. Eine vollständige Charakterisierung von episodischen Prozessen aus geomorphologischer Perspektive sollte folgende Parameter beinhalten: auslösende und beendende Grenzwerte, Dauer und räumliche Ausdehnung der Prozeßaktivität. Eine erfolgreiche Anwendung von Häufigkeits- und Größestudien für Ingenieurwesen, Management und geomorphologische Probleme wird durch die Gleichgewichtsbedingungen des geomorphologischen Systems stark eingeschränkt. Die meisten Studien beziehen eine Koppelung von verursachendem Prozeß und Prozeßreaktion ein. Die Verläßlichkeit solcher Beziehungen ist aber von der Wahrnehmung von Grenzwerten, Zeit- und Raumdimensionen und anderen veränderlichen Systemeigenschaften abhängig. Für die zuverlässige Einschätzung geomorphologischer Aktivitäten und der Landschaftsentwicklung ist somit das Verstehen von episodischen geomorphologischen Prozessen und Prozeßreaktionssystemen absolut notwendig. Dazu erweist es sich als nützlich, die Prozeßbeziehungen aus geomechanischer und aus verhaltenstheoretischer Perspektive zu betrachten. Es wird vorgeschlagen, daß das Verhältnis von Spannung /Widerstand/Verformung auch durch die entsprechenden verhaltenstheoretischen Konzepte ‘Stärke’, ‘Anfälligkeit’ und ‘tatsächliches Ereignis’ dargestellt werden kann, wobei sie durch das Wirken von ‘Umgebungsfiltern’ modifiziert werden. Die Ausdehnung von Häufigkeits-Magnituden-Konzepten und anderen Aspekten episodischen Verhaltens auf die geomorphologische Landschaftsentwicklung verlangt die Integration von zahlreichen Prozessen in verschiedenen Häufigkeits- und Magnitudenskalen. Veränderungen im Häufigkeitsverhalten oder in der Magnitude können auf signifikante Umweltveränderungen bezüglich der auslösenden Kräfte und/oder der Erosionsanfälligkeit des Geländes, einschließlich menschlicher Einflüsse, deuten. Die Tatsache, daß Zeichen verschiedener geomorphologischer Ereignisse zeitlich und räumlich unterschiedlich gut erhalten sein können, macht deren nachfolgende Interpretation bezüglich der geomorphologischen Auswirkungen zu einer schwierigen Aufgabe.

Keywords

geomorphic processeslandform behaviour