GeoX Raster Lab · Projekt 01 · Teknisk Fallstudie

PalaeoCoast — Historisk kustlinjeutforskare

En experimentell geospatial modellerings- och visualiseringssandlåda som undersöker Europas forntida kuster från 22 000 BP till nutid. Projektet utforskar hur batymetriska underlag kan kopplas till havsnivåkurvor, topologisk havskontakt och geomorfologisk terrängförskjutning. Drivs av beräkningsmotorn SeaLevelRize.

Granska kartvisaren ↓ Öppna kartvisaren fullskärm ↗ Läs metodik ↓

Interaktiv scenariovisare

Utforska kusthorisonter, slå av och på topologisk havskontakt och granska simulerade terrängscenarier.

PalaeoCoast Console · Europa · Egeiska havet · Doggerland Fullskärm ↗
Beräkningsmetodik & Fysikaliska Modeller

Hur kustrekonstruktion och landhöjning beräknas

Från moderna batymetriska och geodetiska baslinjer till forntida terräng via GIA-anomalier, isostas och topologisk havsfyllnad.

Panel A · Pedagogisk kontroll

Bara havsnivå (förenklad kontroll)

Dagens terräng används oförändrad. Endast den valda havsnivån ändras. Detta är ett förenklat jämförelsealternativ och inte en fullständig rekonstruktion av landskapet.

Dagens havsnivå (0 m datum) Äldre vattennivå S (t.ex. -120 m) Kustlinje (ren DEM-skärning) Dagens markhöjd (Z_now) oförändrad
Panel B · Geofysisk modellering

GIA / RSL-informerad rekonstruktion

En tids- och rumsberoende relativhöjdsanomali förändrar cellernas läge i förhållande till samtidens hav innan land och hav klassificeras.

Dagens referensnivå (0 m) Samtidens havsyta A_rel (GIA) Rekonstruerad kustlinje Mark relativt samtidens hav
Dagens terräng (DEM) Rekonstruerad markhöjd (Z_past) Dagens referensnivå (0 m) Äldre vattennivå / samtidens hav

* Förenklad principskiss — inte faktiska modellvärden och inte skalenlig. Panel A visar en pedagogisk kontrollprincip där endast havsnivån sänks. Panel B visar modellens kombinerade förändring av markhöjd relativt samtidens hav. ICE-6G_C-fältet kombinerar solid-jord-, geoid-/havsyt- och havsvolymeffekter (inte enbart ren vertikal landrörelse).

Den generella terrängberäkningen

För varje gridcell beräknas den historiska markhöjden Z_past och den vertikala höjdmarginalen M mot dåtidens havsyta enligt:

Z_past = Z_now + A_rel − U + E − D M = Z_past − S

För scenarier med konstanta hastigheter beräknas de kumulativa processerna som:

kumulativ förändring [m] = hastighet [mm/år] × ålder [år] / 1000

Fysikalisk förklaring av minustecknen:

  • − U (senare landhöjning): Om marken har höjts efter den valda tidpunkten fram till nutid (t.ex. postglacial landhöjning) låg den forntida markytan lägre än idag. Ett negativt värde på U innebär landsänkning (vilket ger plus, marken låg högre).
  • + E (senare erosion): Om material har nötts bort och eroderats efter den forntida tidpunkten låg den äldre markytan högre än dagens avskalade profil.
  • − D (senare sedimentpålagring): Om sediment och flodslam har lagts på efteråt låg den forntida markytan lägre än dagens mätta botten.
  • Processerna definieras retroaktivt från vald forntida tid fram till referensläget 1950 (0 BP).

I cellanalysen i kartvisaren visas detta steg för steg: Dagens markhöjd − senare landhöjning + senare erosion − senare sedimentpålagring = rekonstruerad äldre markhöjd.

Modellens tre referenslägen & skydd mot dubbelräkning ▼

För att förhindra att samma fysikaliska fenomen räknas flera gånger hanterar motorn tre strikta referenslägen:

Läge (Mode) Beskrivning Stopp för dubbelräkning
relative Havsnivån är redan en lokal relativ havsnivå (RSL). Separat landhöjning får inte läggas till. Koden stoppar denna kombination automatiskt.
separate Havsytan uttrycks i samma fasta referensram som dagens DEM. Avsedd vertikal landförskjutning anges separat. Får inte kombineras med en RSL-kurva.
relative_anomaly En komplett rumslig förändring i markens höjd relativt samtidens hav används (t.ex. ICE-6G_C). Separata havsnivå- och landrörelsetermer måste vara noll. Detta är läget för de vetenskapliga ICE-6G_C-scenarierna.
Viktigt faktum: GIA påverkar kustlinjen först när ett vetenskapligt relativhöjdsfält ingår i själva cellberäkningen. Ett synligt islager eller ett rent landrörelselager i kartan är inte i sig en kustkorrigering.
ICE-6G_C (VM5a) beräkning & geofysiska begränsningar ▼

Förbearbetningen av den vetenskapliga GIA-modellen använder ICE-6G_C (VM5a) och beräknar den relativa anomalin:

H_rel(t) = Topo(t) − stgit(t) A_rel(t) = H_rel(t) − H_rel(0) = [Topo(t) − stgit(t)] − [Topo(0) − stgit(0)] Z_past = Z_now + A_rel(t) M = Z_past

I detta läge är havets samtidiga referens redan inbyggd i den relativa anomalin, varför separata havsnivåtermer är noll.

Bekräftade vetenskapliga begränsningar:

  • Gridupplösning: ICE-6G_C:s ursprungliga grid är ca 1° (~100 km). Bilinjär omprovtagning till 5 km, 600 m eller 450 m skapar jämnare grafik men inte ny vetenskaplig detalj.
  • Kombinerad storhet: Fältet representerar en kombinerad relativhöjdsstorhet (solid jord + geoid/havsyta), inte enbart ren vertikal berggrundsförskjutning.
  • Datumharmonisering: För Doggerland är den vertikala datumharmoniseringen mellan land-DEM och EMODnet-batymetri fortfarande preliminär.
  • Tektonik: Det Egeiska scenariot innehåller inte en fullständig regional tektonisk rekonstruktion.
Topologisk havsfyllnad: Land, sammanhängande hav och slutna sänkor ▼

När höjdmarginalen M har beräknats klassificeras cellerna:

M > 0 → Land M ≤ 0 → Kandidat för vatten

Alla celler under havsytan blir inte automatiskt hav. Modellen kör en breddförst-sökande fyrgrannskapsanalys (4-neighbour connectivity) från kända öppna havsfrön:

  • Sammanhängande hav: Undervattensceller med obruten hydraulisk förbindelse till öppet hav.
  • Slutna sänkor: Undervattensceller bakom en subaerial tröskel. Dessa förblir torrlagda. En sluten sänka är inte automatiskt en sjö — lokal hydrologi, nederbörd och avrinning modelleras inte i nuläget.
  • Kustlinjevektorer: Skapas strikt längs gemensamma cellkanter mellan land och sammanhängande hav, aldrig längs analysrutans yttre gräns. Nodata tillåts aldrig skapa falska förbindelser.
Datakatalog: Beräkningsindata kontra Visningslager ▼

Det är metodologiskt avgörande att skilja lager som styr beräkningen från lager som enbart är visuella referenser:

Lager / Datamängd Roll i applikationen Påverkar kustberäkningen?
Dagens DEM / Batymetri (GEBCO / EMODnet) Grundläggande höjdraster (Z_now) Ja · Primär baslinje
Vald havsnivå eller ICE-6G_C anomali Relativhöjdsförändring och vattennivå Ja · Avgör höjdmarginal
Konfigurerad landhöjning / erosion / deposition Geometrisk förskjutning (U, E, D) Ja · Ändrar markhöjd
Havsfrön & Känslighetstolerans Styr flodfyllning och osäkerhetsband Ja · Styr topologi
DATED-1 Eurasisk inlandsis (22–10 ka) Visuell referens för isutbredning Nej · Visningslager
BRITICE-CHRONO Brittisk isrand (22 & 16 ka) Visuell referens för isutbredning Nej · Visningslager
EMODnet Geology palaeokanaler Historiska flodfåror och dränering Nej · Visningslager
Hillshade & Terrängskuggning Ljus- och djupvisning Nej · Visningslager

* Användaren kan tända och släcka visningslagren utan att kustlinjen eller cellvärdena räknas om.

Dataarkitektur

Datakällor & Referensbaslinjer

Modellen sammanför högupplösta batymetriska lodningar med vetenskapligt granskade eustatiska havsnivåkurvor.

Batymetri

GEBCO 2020 Grid

Global terräng- och havsbottenbatymetri med 15 bågsekunders upplösning (~450m europeisk ekvivalent), som utgör den grundläggande höjdreferensen.

Kustbatymetri

EMODnet DTM 2024

Högupplösta europeiska marindata med grunda akustiska lodningar över Nordsjön, Östersjön och Medelhavet.

Eustasi

Havsnivåkurvor

Globala eustatiska havsnivåkurvor (Lambeck et al. 2014, Peltier et al.) som kalibrerar havsvolymens sänkning (~125m vid LGM).

Projektion

EPSG:3035 (ETRS89-LAEA)

Ytriktig Lambert-azimutprojektion som bevarar korrekta geografiska areamått över alla europeiska kontinentalsockelscenarier.

Geodynamik

ICE-6G_C & NKG2016LU

Viskoelastiska mantelmodeller och nordiska geodetiska landhöjningsmätningar som integreras i den pågående GIA-modulen.

Upplösning

600m Rasterceller

Optimerad balans mellan kontinental skala, beräkningshastighet för topologisk flodfyllning och responsiv webbvisning.