книги из ГПНТБ / Гаврилова М.К. Климат Центральной Якутии
.pdf•ккал/см2
1 и m IV V VI VII VIII IX X XI XII
ккал/см2
ными |
открытыми |
участками. |
|||||
В листопадных |
лесах |
|
(лист |
||||
венничник, |
березняк) |
соотно |
|||||
шения |
эти меняются. Так, осе |
||||||
нью, зимой |
и весной в этих ле |
||||||
сах |
проникает 70—75% |
радиа |
|||||
ции, |
а |
в период |
полного |
раз |
|||
вертывания листвы |
(нюнь—ав |
||||||
густ) — лишь 40—50 % |
|
(рис. |
|||||
27 а). |
|
|
|
|
|
|
|
|
При общем |
приходе |
сум |
||||
марной |
радиации |
на открытых |
|||||
пространствах |
Центральной |
||||||
Якутии |
в |
90—100 |
ккал/см2 |
||||
под |
полог |
леса |
|
проникает: |
в лиственничнике — около 56, в сосняке—43, в елытике—21 ккал/см2 тепла за год.
Отражательная способ ность поверхности в лесу зи мой (засоренный опадом дере вьев снег) примерно на 10 % ниже, а летом (многократное отражение травяно-кустарнич- кового покрова) па 2—7 % выше, чем в поле.
Годовая величина погло щенной радиации на открытых пространствах в Центральной Якутии составляет 60—65 ккал/см2 , иод пологом листвен ничного леса —36, соснового леса —27, елового леса — 15 ккал/см2 .
|
|
|
|
|
|
|
Лесной массив |
ослабляет |
||||
|
|
|
|
|
|
|
и потерю |
тепла |
излучением с |
|||
Р и с. |
27. |
Соотношения |
суммарной |
радиации |
лесной |
подстилки. |
Так, если |
|||||
годовая |
сумма |
эффективного |
||||||||||
(а) и |
радиационного |
баланса |
(б) |
в лесу в |
излучения |
в поле соответству |
||||||
|
|
ккал/см2 мес. |
|
|
|
ет 32 ккал/см2 , |
то |
в |
листвен |
|||
1.— поле; |
2—лиственничник; |
3—сосняк; |
4— |
|||||||||
|
|
ельник. |
|
|
|
ничном |
лесу она |
равнялась |
||||
|
|
|
|
|
|
|
лишь 24, в сосняке—17, и в ель |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
нике—9 ккал/см2 . |
|
|
|||
Несмотря на меньшую потерю тепла излучением, |
из-за |
резкого |
||||||||||
снижения поглощенной |
радиации |
радиационный |
баланс под |
пологом |
70
леса оказывается намного меньше, чем в поле. Как уже говорилось, радиационный баланс открытых участков в Центральной Якутии сос тавляет около 30 ккал/см2 . Радиационный же баланс под пологом леса соответствует: в лиственничнике—примерно 13 ккал/см2 (42% от радиа ционного баланса поля), в сосняке—9 ккал/см2 (29%), в ельнике — 6 ккал/см2 (19%)- При этом соотношения в месячных суммах радиа ционного баланса лес — поле в сосняке и ельнике более или менее пос тоянны в течение года, а в березовом и лиственничном лесу резко ме няются в 'зависимости от развертывания листвы (рис. 27,6). (
Т е п л о в о й б а л а н с . Лес оказывает влияние на ослабление всех потоков тепло- п влагообмена. Так, если суммарное испарение в поле за теплый период составляет 250—300 мм, то в лиственничном и сосновом лесу оно равняется 90—100 мм, в ельнике—60 мм. Годовая
сумма затраты тепла на турбулентный |
теплообмен с атмосферой: в по |
||||||||||||||||
ле |
13—15 ккал/см2 , |
в лиственничнике — около 7 ккал, в сосняке — око |
|||||||||||||||
ло |
3 ккал, |
в ельнике — около |
1 ккал. В листопадном |
лесу прослежи |
|||||||||||||
вается резкая |
асимметрия в |
годовом |
ходе п этих тепловых |
потоков. |
|||||||||||||
|
Имеются четкие закономерности и в проникновении |
тепла |
в поч |
||||||||||||||
ву. Так, месячная сумма теплового |
потока |
в почву в июне |
(наибольшее |
||||||||||||||
поступление |
тепла) |
составляет: |
в |
поле |
около |
1,5 |
ккал/см2 , |
в |
редко |
||||||||
стойном сосновом лесу 1,3 ккал, |
в |
ельнике 1 ккал, |
в |
лиственничнике |
|||||||||||||
0,8 |
ккал. Поток тепла |
в почву в декабре |
(наибольшая |
потеря |
тепла): |
||||||||||||
в поле |
и сосняке — 0,8 ккал/см2 , |
в лиственничнике — 0,7ккал, |
в |
густом |
|||||||||||||
ельнике — 0,6 |
ккал. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Особенности тепло- и влагообмена в лесном массиве |
сказываются |
|||||||||||||||
на |
всем |
м е т е о р о л о г и ч е с к о м |
р е ж и м е |
в нем. |
|
|
|
||||||||||
|
Так, средняя температура воздуха в лесном массиве |
зимой обыч |
|||||||||||||||
но |
выше (на 0,2—0,8°), а летом |
ниже |
или выше (на 0,5—1°) |
по срав |
|||||||||||||
нению с полем. Особенно заметны контрасты в температурном |
|
режиме |
|||||||||||||||
лес — поле |
по часам |
суток. Например, летом в дневные |
часы |
в лист |
|||||||||||||
венничнике |
и сосняке |
теплее |
на |
1—1,5°, |
а ночью — лишь |
на |
0,2—0,5°. |
В ельнике в первую половину дня летом холоднее до 1° (слабый про грев), а во второй половине дня и ночью теплее на 0,3—0,5° (слабое перемешивание воздуха).
Вследствие сниженного влагообмена абсолютная и относительная влажность в лесу несколько повышена, особенно в густом ельнике, а дефицит влажности понижен.
Скорость ветра в лесу резко ослабевает и практически равна нулю. Только в листопадном лесу весной и в начале зимы, в связи с общим усилением «ветренности» в это время года, средние скорости ветра воз растают до значений 0,1—0,2 м/сек. В отдельные дни скорости ветра в лесу могут, естественно, повышаться, но обычно не превосходят 2 м/сек.
Под полог относительно редкостойного соснового леса проникает примерно 90% осадков, а под полог ельника и лнстенничника в период полного развертывания листвы — только 85%.
71
Таблица 13
Средние значения метеорологических элементов в лесу
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
1 " |
... |
1 |
IV 1 |
V |
1 v i |
1 VI I |
V I I I |
1 'X |
X |
XI |
X I I |
Год |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лиственничный |
лес. Суптургап |
1966- -1968 |
|
|
|
|
|
|
|||||
Температура |
воздуха |
(°С) |
|
—43,3 |
—33,0 |
— 18,8 |
—5,7 |
6,2 |
15.2 |
17,8 |
13,4 |
5,1 |
—7,2 —31,8 —38,4 — 10,0 |
|||||||||
Скорость |
ветра |
|
(м/сек) |
|
|
0,0 |
0,0 |
|
0,0 |
0,1 |
0,2 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,1 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
|||
Высота |
смежного |
покрова |
(см) |
33 |
38 |
34 |
26 |
|
|
|
|
|
10 |
22 |
30 |
— |
||||||
Температура |
поверхности |
(°С) |
—40,5 |
—32,6 |
— 18,4 |
—5,6 |
7,5 |
15,2 |
17,4 |
12,0 |
4,2 - 7 , 1 |
—27,5 —34,8 |
- 9, 2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сосновый лес. Улахан-Тарып, |
1961— 1907 |
|
|
|
|
|
|
||||||
Температура |
воздуха |
(°С) |
|
—40,2 |
—37,0 |
—22,0 |
—6,3 |
0,2 |
16,1 |
17,4 |
14,4 |
6,0 —6,8 —29,5 —41,3 |
— 10,2 |
|||||||||
Абсолютная |
влажность |
(мб) |
0,1 |
0,2 |
|
0,7 |
3,3 |
0,0 |
9,1 |
13,2 |
13,2 |
7,2 |
3,4 |
0,4 |
0,1 |
4,8 |
||||||
Относительная |
влажность |
(%) |
73 |
73 |
08 |
65 |
03 |
62 |
72 |
79 |
80 |
78 |
75 |
73 |
72 |
|||||||
Недостаток |
насыщения |
(мб) |
0,0 |
0,0 |
|
0,4 |
1,6 |
3,0 |
8,3 |
7,5 |
3,7 |
2,5 |
1,6 |
0,2 |
0,0 |
2,4 |
||||||
Скорость |
ветра |
|
(м/сск) |
|
|
0,0 |
0,0 |
|
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
|||
Сумма |
осадков |
(мм) |
|
|
|
9,2 |
4,3 |
|
8,2 |
6,3 |
28,5 |
14,3 |
94,0 |
47,7 |
41,2 |
22,1 |
12,9 |
0,1 |
295,4 |
|||
Высота |
снежного |
покрова |
(см) |
27 |
31 |
34 |
26 |
|
|
|
|
|
8 |
17 |
24 |
— |
||||||
Температура |
поверхности |
(°С) |
— 11,3 |
—38,5 |
—23,7 |
- 7,3 |
7,4 |
17,7 |
19,0 |
16,2 |
5,7 |
- 6, 6 |
—•30,4 —42,2 — 10,3 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пловыіі |
лес. Улахап-Тар 1)1 и, 1964—1967 |
|
|
|
|
|
|
||||||
Температура |
воздуха |
(°С) |
|
—40,9 |
—37,3 |
—22,4 |
—0,4 |
5,3 |
15,0 |
10,0 |
14,1 |
5,2 |
—7,2 —30,4 |
—42,1 |
— 10,9 |
|||||||
Абсолютная |
влажность |
(мб) |
0,1 |
0,2 |
|
0,7 |
2,4 |
0,3 |
11,0 |
15,2 |
13,2 |
7,2 |
2,4 |
0,3 |
0,1 |
4,9 |
||||||
Относительная |
влажность |
(%) |
74 |
74 |
72 |
08 |
05 |
06 |
75 |
84 |
80 |
77 |
75 |
74 |
74 |
|||||||
Недостаток |
насыщения |
(мб) |
0,0 |
0,0 |
|
0,2 |
1,4 |
2,9 |
6,9 |
4,6 |
3,0 |
2,0 |
1,1 |
0,1 |
0,0 |
1,8 |
||||||
Скорость |
ветра |
|
(м/сек) |
|
|
0,0 |
0,0 |
|
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
|||
Сумма |
осадков |
(мм) |
|
|
|
8,9 |
4,5 |
|
7,7 |
0,0 |
20,5 |
13,9 |
95,6 |
46,6 |
40,4 |
22,0 |
12,2 |
6,2 |
290,5 |
|||
Высота |
|
снежного |
покрова |
(см) |
26 |
29 |
31 |
30 |
11 |
|
|
|
|
8 |
16 |
22 |
— |
|||||
Температура |
поверхности |
(°С) |
—39,7 |
—36,2 |
—22,4 |
—6,0 |
3,2 |
12,6 |
16,0 |
14,4 |
5,5 |
—5,4 —28,3 —40,4 — 10,6 |
Высота снежного |
покрова в лесу несколько меньше, |
чем в |
поле, |
|
но не существенно |
(2—5 см). В зависимости от погодных условий |
снеж |
||
ный покров в лесу |
формируется .или одновременно с полем |
или на не |
||
сколько дней раньше |
(сохраняется во время небольших |
оттепелей). |
Сход же снега в лесу всегда позже, чем в поле: в сосняке и листвен ничнике примерно иа 1 неделю, в ельнике — на 2 недели.
Наибольшая разница лес — поле проявляется в температурном ре жиме поверхности. Так, зимой, поскольку лес теряет меньше тепла из
лучением, температура |
поверхности |
снега в лесу всегда выше, |
чем в |
|||||
поле (па 1—4°). Летом |
же, вследствие слабого прогревания радиацией, |
|||||||
температура поверхности |
лесной подстилки ниже, |
чем на |
открытых |
|||||
пространствах: в |
среднем |
суточном |
выводе на 1—4°, а в дневные ча |
|||||
сы — до 8—10°. Летом |
в ночные часы температура |
поверхности |
в лесу |
|||||
на |
1—2° выше, чем в поле. |
|
|
|
|
|||
|
В соответствии с общими условиями теплообмена в лесном |
масси |
||||||
ве |
проявляются |
и закономерности |
температурного |
режима |
грунтов. |
Чем больше сомкнутость древостоя, тем меньше теряется тепла в хо лодное время года, но и меньше проникает тепла в теплое время года. Например, почво-грунты в ельнике являются зимой относительно вы сокотемпературными, а летом — низкотемпературными. В среднем го довом выводе почво-груиты под ельником оказываются самыми холод
ными, |
а под сосняками — самыми теплыми. Сезонное |
протаивание в |
||
лесах |
Центральной Якутии обычно составляет: в ельнике—120—170 см, |
|||
в |
лиственничнике— 130—190 ом, в сосняке — 200—280 |
см. |
||
|
Детальнее о микроклимате |
лесов в Центральной Якутии см. в ста |
||
тьях автора (1966, 1967, 1968а, |
19706, 19726) и в работе Л. К. Поздняко |
|||
ва |
(1963). |
|
|
|
|
|
Микроклимат озера |
|
|
|
Центральная Якутия является одним из наиболее |
озерных райо |
нов Якутии (около 1% территории). Правда преобладают небольшие
озера с площадью зеркала |
менее 1 кв. км и глубиною 1—3 м. Но встре |
|
чаются озера |
и более 5 кв. км. |
|
Основное |
влияние водоема на микроклимат — охлаждающий эф |
|
фект в теплое время года |
и отепляющий (температура подозерных |
|
грунтов) в холодное время |
года. |
В табл. 14 и 15 представлены данные теплобалансовых и микро климатических наблюдений на трех озерах в Центральной Якутии в теплое время года. Озера в рассматриваемом районе окончательно ос вобождаются ото льда (придонного) обычно в конце первой — начале второй декады нюня, а начинают замерзать в конце сентября — начале октября. Исследуемые озера: оз. Тюнгюлю (Сегелей) на Лено-Амгин- ском междуречье размером 7,5 кв. км (крупное озеро для Центральной Якутии), оз. Прохладное на Лено-Вилюйском междуречье в 0,3 кв. км
73
Таблица 14
Месячные суммы составляющих радиационного и теплового балансов озера (ккал/см2 )
|
|
|
|
|
|
VI |
I V I I |
I VIII I |
IX |
I Сезон |
|
|
|
|
|
Озеро Тюнполю, 19G3 |
|
|
|||
Суммарная |
радиация |
18,5 |
19,1 |
12,3 |
6,6 |
56,5 |
||||
Альбедо |
(%) |
|
|
11 |
12 |
15 |
24 |
16 |
||
Поглощенная |
радиация |
16,4 |
16,8 |
10,5 |
5,0 |
48.7 |
||||
Эффективное |
|
излучение |
4,4 |
4,6 |
3,8 |
3,1 |
15,9 |
|||
Радиационный |
баланс |
12,0 |
12,2 |
6,7 |
1,9 |
32.8 |
||||
Тепло |
испарения |
|
8,2 |
8,6 |
5,0 |
2,4 |
2-1,2 |
|||
Теплообмен |
с |
атмосферой |
2,4 |
2,8 |
2,1 |
1,0 |
8,3 |
|||
Тепловой |
поток в |
водоем |
1,4 |
0,8 |
—0,4 |
— 1.5 |
0,3 |
|||
Тепло |
прогревания |
воды |
0,9 |
0,1 |
—0,8 |
— 1,2 |
— 1,0 |
|||
Тепло |
прогревания |
грунта |
0,5 |
0,7 |
0,4 |
—0,3 |
1,3 |
|||
|
|
|
|
|
Озеро |
Прохладное, |
1969 |
|
|
Суммарная радиация Альбедо (%) Поглощенная радиация Эффективное излучение Радиационный баланс Тепло испарения Теплообмен с атмосферой Тепловой поток в водоем
—
—
—
—
—
—
—
—
16,2 |
12,2 |
6.9 |
9 |
11 |
16 |
14,8 |
10,9 |
5.8 |
2,8 |
4,5 |
3,4 |
12,0 |
6,4 |
2,4 |
7,5 |
5,0 |
3,0 |
3,5 |
1,4 |
0,4 |
1,0 |
0,0 |
— 1,0 |
—
—
—
—
—
—
—
—
|
|
|
|
|
Озеро Краденое, 19G8 |
|
|
|
||
Суммарная |
радиация |
|
16,3 |
15,4 |
12,8 • |
5,3 |
49,8 |
|||
Альбедо |
(% ) |
|
|
|
8 |
12 |
13 |
17 |
12 |
|
Поглощенная |
радиация |
|
15,0 |
13,6 |
11,1 |
4,4 |
44,1 |
|||
Эффективное |
излучение |
|
3,3 |
3,5 |
3,3 |
0,9 |
11,0 |
|||
Радиационный |
баланс |
|
11,7 |
10,1 |
7,8 |
3,5 |
33,1 |
|||
Тепло |
испарения |
|
|
7,1 |
6,7 |
5,2 |
3,5 |
22,5 |
||
Теплообмен с |
атмосферой |
2,6 |
2,1 |
2,1 |
0,4 |
7,2 |
||||
Тепловой |
поток в |
водоем |
2,0 |
1,3 |
0,5 |
—0,4 |
3,4 |
|||
Тепло |
прогревания |
воды |
|
0,6 |
—0,2 |
—0,2 |
—0,3 |
—0,1 |
||
Тепло |
прогревания |
грунта |
1,4 |
1,5 |
0,7 |
—0,1 |
3,5 |
|||
(среднее |
по |
размеру) |
и |
оз. |
Краденое |
на том |
же |
междуречье в |
||
0,04 кв. км (малое). |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Р а д и а ц и о н н ы й |
р е ж и м . Приход |
солнечной |
радиации над |
74
водоемом практически такой же, как и над сушей. Однако отража тельная способность воды иная; она в два раза меньше, чем шерохо ватой травянистой поверхности. Среднее альбедо озера в Центральной Якутии 10—15%, а альбедо 'Злаково-разнотравного луга 20—22%. К осени альбедо воды несколько возрастает, что связано с уменьше нием высоты солнца над горизонтом, или с изменением утла падения лучей. Из-за меньшей отражательной способности воды поглощенная радиация на водоемах Центральной Якутии (при равном поступлении солнечной радиации) оказывается на 10—12% выше, чем на лугу.
Потеря тепла эффективным излучением на озерах несколько мень ше, чем на суше (примерно на 15%). Это связано с пониженными тем
пературами воды. |
Особенно это заметно в дневные часы, когда |
разни |
|
ца в |
температуре |
поверхности вода — суша достигает 10—20°. |
В эти |
часы |
эффективное |
излучение с водной поверхности оказывается |
в два |
раза меньше излучения с поверхности суши. Чем больше размер озера,_тем больше контраст в излучении вода — суша.
В конечном итоге, радиационный баланс озера оказывается повы шенным по сравнению с сушей. Для большого озера это превышение составляет 30—50%, для малого—15—30%. Это связано как с мень шей потерей тепла па отражение, так и с меньшей потерей тепла на
излучение. Наибольшие контрасты характерны для дневных |
часов. |
||
Т е п л о в о й |
б а л а н с . |
С открытой поверхности озера происхо |
|
дит интенсивное |
испарение, |
соответствующее возможному |
испарению, |
или испаряемости при данных тепловых ресурсах местности. Как пока зывают наблюдения и расчеты, с озер в Центральной Якутии за сезон (июнь — сентябрь) испаряется от 350 до 400 мм воды. Наибольшее испарение происходит в первую, т. е. наиболее теплую половину лета. Так. в нюне —июле испаряется от ПО до 140 мм воды. В дальнейшем, с общим понижением температуры, испарение с озера постепенно уменьшается. В августе испаряется 85—95, в сентябре — 40—60 мм.
Анализ соотношений испаряемости и осадков показывает, что с озер Центральной Якутии испаряется воды в два-четыре раза больше, чем выпадает осадков. В отдельные же засушливые годы испарение с водной поверхности превышает осадки в шесть-семь раз, а в отдель ные месяцы — более чем в десять раз. Поскольку лето в Центральной Якутии часто бывает сухим и засушливым, то неудивительно, что озе ра здесь интенсивно усыхают.
Затрата тепла на испарение представляет основную расходную статью теплового баланса поверхности озера. За сезон на испарение затрачивается от 22 до 24 ккал/см2 тепла, пли 70—75% от сезонной суммы тепла радиационного баланса поверхности озера. В отдельные месяцы эти соотношения доходят до 80—85%. Осенью, когда приток тепла солнечной энергии ослабевает, затрата тепла па испарение пре восходит тепло радиационного баланса. Недостаток тепла компенси руется за счет поступления его из воды.
75
Таблица 15
Средние значения метеорологических элементов на озерах
|
|
|
1 |
VI |
VII |
VIII |
IX 1 |
Сезон |
|
|
|
Озеро |
Тіонгюлю, |
1963 |
|
|
|
Температура |
воздуха (°С) |
13,3 |
18,4. |
16,0 |
6,2 |
13.5 |
||
Абсолютная |
влажность |
(мб) |
10,4 |
11,5 |
10,4 |
7,1 |
9,8 |
|
Относительная |
влажность |
(%) |
68 |
54 |
56 |
75 |
63 |
|
Недостаток |
насыщения |
(ыб) |
4,9 |
9,8 |
8,3 |
2,5 |
6,4 |
|
Скорость ветра |
(м/сек) |
|
3,2 |
2,3 |
1,4 |
1,7 |
2.2 |
|
Температура |
поверхности |
(°С) |
14,5 |
19,9 |
18,4 |
9,0 |
15,4 |
|
|
|
Озеро Прохладное, |
1969 |
|
|
|
Температура воздуха (°С) Абсолютная влажность (мб) Относительная влажность (%) Недостаток насыщения (мб) Скорость ветра (м/сек) Температура поверхности ("С)
—
—
—
—
—
—
17,5 |
18,1 |
2,7 |
13,2 |
14,5 |
6,5 |
67 |
72 |
84 |
7,6 |
7,4 |
1,3 |
1,6 |
0,9 |
1,1 |
20,0 |
20,2 |
5,6 |
—
—
—
—
—
|
|
|
|
|
Озеро Краденое, |
1968 |
|
|
|
|
Температура |
воздуха |
(°С) |
13,7 |
16,9 |
13,0 |
4,2 |
11.9 |
|||
Абсолютная |
влажность |
(мб) |
8,2 |
11,9 |
9,6 |
6,4 |
9,0 |
|||
Относительная |
влажность |
(%) |
58 |
62 |
68 |
74 |
66 |
|||
Недостаток |
насыщения |
(мб) |
8,9 |
8,8 |
6,1 |
3,1 |
6,7 |
|||
Скорость |
ветра |
(м/сек) |
|
0,7 |
0,9 |
0,7 |
0,4 |
0,7 |
||
Температура |
поверхности |
(°С) |
17,8 |
21,1 |
10,8 |
7,1 |
15.7 |
|||
Затрата тепла на турбулентный теплообмен с атмосферой состав |
||||||||||
ляет с озер |
Центральной |
Якутии |
в летние |
месяцы от 2 до 3 |
ккал/см2 , |
|||||
а осенью — от 0,5 до 1 ккал. Это — вторая |
расходная |
статья |
теплового |
баланса озера. Она соответствует 20—30% величины расходной части теплового баланса озера.
Следующей по значению статьей теплового баланса озера в Цент ральной Якутии является тепло, идущее на прогревание самого водое ма. Распределение этого тепла неравномерно в течение сезона. Наи
большее количество тепла на прогревание водоема |
(1,5—2 ккал/см2 мес, |
или около 15% от расходной части теплового |
баланса поверхности |
озера) идет в первый месяц после схода ледового покрова. Постепен |
но значения его снижаются. В конце лета и осенью водоем сам отдает тепло к поверхности (0,5-—1,5 ккал/см2 , пли 10—45% приходной части теплового баланса озера).
Тепло, идущее на прогревание водоема, расходуется на изменение
76
температуры в водной толще и на изменение температуры в подозер ных грунтах. В первой половине лета как вода, так и грунты интенсив но прогреваются. Во второй половине лета тепловой режим в водной толще более пли менее стабилей, а грунты продолжают прогреваться. Осенью как водные толщи, так н подозерные грунты начинают выхо лаживаться.
|
Интенсивность прогревания подозерных грунтов зависит от разме |
||||||||||
ров |
(глубины) |
озера. Чем больше озеро, тем больше тепла |
идет |
на |
|||||||
изменение теплосодержания |
водной толщи и меньше на изменение |
теп |
|||||||||
лосодержания |
подозерных |
грунтов. Так, под мелкими |
озерами |
в Цент |
|||||||
ральной Якутии |
глубиною |
35 см в подозерные грунты |
летом поступает |
||||||||
от |
1 до 1.5 ккал/см2 в месяц |
тепла. Под большими |
же озерами |
глуби |
|||||||
ною в 1,3 м поступает всего |
лишь 0,5—0,7 ккал/см2 |
тепла в месяц, или |
|||||||||
в два-три раза |
меньше, чем под малыми |
озерами. |
|
|
|
|
|||||
|
М е т е о р о л о г и ч е с к и й |
р е ж и м . |
В среднем |
суточном |
выводе |
||||||
температура |
воздуха над озерами на высоте 2 м |
мало отличается |
от |
||||||||
температуры |
воздуха над соседними участками суши. Эго свидетель |
||||||||||
ствует о быстром выравнивании |
метеорологического |
режима |
над не |
большими озерами с окрестными пространствами. Микроклиматичес
кая |
разность температуры |
озеро — суша |
может быть как положитель |
||
ной, так и отрицательной |
в зависимости |
от условий |
и |
метеорологичес |
|
кой |
обстановки. Так, средняя суточная |
температура |
воздуха над озе |
||
ром |
большого размера (Тюпгюлю) почти всегда ниже, чем над сушей |
||||
иа этой же высоте примерно на 0,3°. Над остальными |
озерами темпе |
||||
ратура воздуха большей частью выше, |
чем над сѵшей |
в среднем на |
|||
0,1—0.6°. |
|
|
|
|
Наиболее четко микроклиматические различия проявляются для большого озера. Так, в дневные часы температура воздуха над озером постоянно ниже, чем над сушей: в первую половину лета — на 1 — 1,5°, во второй половине лета — на 0,7—1°, к осени, т. е. когда суша начинает остывать, а вода достаточно прогревается, разность темпера тур уменьшается до 0,5—0,7°. В ночные и особенно в утренние часы температура воздуха над водой выше (на 0,3—0,7°), чем над сушей, которая в ночные и предутренние часы теряет больше тепла.
Над малым озером суточные контрасты меньше, но и здесь в днев ные часы .температура воздуха над водой на 0,5—0,7° ниже, чем над сушей, а в ночные часы — на 0,5—1,5° выше.
Абсолютная влажность воздуха на высоте 2 м в суточном выводе над большим озером в первую половину лета больше, чем над сушей примерно на 1—1,5 мб, к концу лета — на 0,2—0,5 мб. В дневные часы разница доходит до 1—2 мб, в ночные часы — до 0,5 мб. Это соответ ствует общему повышению влагосодержаиия над водой. Над озером среднего размера средняя суточная влажность в основном также боль ше, чем иа суше примерно на 0,8 мб. В дневные часы эта разность воз растает до 1 —1,5 мб.
Значения относительной влажности над озером составляют в сред нем от 50 до 80%, с тенденцией понижения ее в разгар лета и повы шением к осени. Сезонный ход относительной влажности обратен се зонному ходу абсолютной влажности.
Как и по другим метеорологическим элементам, наиболее четкие
сезонные различия между относительной влажностью |
над озером и |
сушей проявляются для больших озер. В начале лета |
относительная |
влажность над Тюнгюлю на высоте 2 м была, выше по сравнению с су
шей на 10—15%, в середине лета — примерно на 5%, а |
к осени, >с на |
чалом дождей, выровнялась. Над озером Прохладным |
относительная |
влажность повышена на 1—3%. |
|
Скорость ветра над озером зависит в сильной степени от местопо ложения. Так, на относительно открытых озерах Тюнгюлю и Прохлад ное скорости ветра повышены, а на озере Краденом, находящемся в котловине с .залесенными бортами, скорости ветра примерно па 0,5м/сек меньше, чем на этих двух упомянутых озерах.
В температуре поверхности воды проявляются наиболее резкие различия между озером и сушей. Температура поверхности в озере из меняется от 14—18° в начале сезона, 20—24° в середине лета и до 5—7°
зконце сезона.
Наиболее четкие сезонные закономерности прослеживаются для большого озера. Так, в начале и в середине сезона средняя суточная температура на оз. Тюнгюлю на 2—6° ниже температуры поверхности суши. К концу лета и осенью, по мере остывания суши и прогревания водоема, средние суточные температуры на поверхности воды стано вятся на 1—4° выше, чем на суше. В дневные часы температура на по верхности озера всегда ниже, чем на лугу: в начале и середине сезона
на 15—20°, в конце лета на |
10—15°, осенью — на 5—10°. |
В |
ночные ча |
сы температура поверхности |
воды на 10—13° выше, чем |
па |
лугу. |
Для озер среднего и малого размера разница температуры поверх ности воды и суши меньше, чем на большом озере.
В распределении температуры в водной толще наблюдается гомотермня, т. е. выравнивание температуры по глубине. Прогревание вод ных толщ идет до августа, далее идет постепенное охлаждение их (рис. 28). Значения температуры воды в мелком озере выше, чем в глубоком.
Температура подозерных грунтов в самом верхнем слое еще отра жает температурный режим водных масс. Суточные колебания темпе ратуры прослеживаются в верхних десятках см. Глубже суточные ко лебания ослабевают и на глубине 3 м температура подозерных грун тов более или менее одинакова. Прогревание подозерных грунтов в
верхнем |
слое идет до начала |
августа, |
на глубине 1 м — до середины |
августа. |
Далее — начинается |
процесс |
выхолаживания. |
Как уже упоминалось, в октябре озера в Центральной Якутии уже замерзают. В холодное время года радиационный и метеорологичес-
78
|
1969 г |
июль |
абгуст |
Р M с. 28. Распределение |
температуры в озере п подозерных |
грунтах |
в °С. оз. Краденое. |
кии режим над небольшим озером, покрытым льдом и снегом, прак тически не отличается от такового над окрестными участками. Однако тепловой режим в самом озере, естественно, иной. Ледяной покров за щищает водоем или подозерные грунты (малые озера промерзают до дна) от выхолаживания. В результате под озерами формируется отно сительно высокотемпературный участок. На фоне сплошного распро странения многолетнемерзлых горных пород в Центральной Якутии в озерных котловинах развиваются глубокие талики, тем большие, чем больше само озеро.
Подробнее о микроклимате озер Центральной Якутии см. в рабо тах автора с соавторами (Гаврнлова, 19696, 1973; Гаврилова, Попов. 1973; Гаврнлова, Степанов, 1973), а также в статьях Ф. Э. Арэ (1969, 1973а, 19736).
79