Словарь терминов

Воды окисляемость перманганатная – величина, характеризующая содержание в воде легко окисляемых органических и неорганических веществ, окисляемых раствором перманганата калия (KMnO₄) при кипячении в течении 10 минут. Выражается в мгО/дм³.

Воды прозрачность – показатель, характеризующий способность воды, пропускать световые лучи

Воды самоочищение - естественный способ очистки водоемов от загрязнения. Это совокупность всех природных процессов в загрязненных водах, направленных на восстановление первоначальных свойств и состава воды. Различают следующие факторы самоочищения вод:

гидродинамические (физико-океанологические) - перенос, турбулентное смешение, рассеяние и разбавление;

физико-химические - распад, разрушение, превращение веществ, выделение, коагуляция, выпадение в осадок;

биологические - процессы биохимического окисления, отмирания бактериальной флоры сточных вод, деятельность планктона, бактерий, водорослей.

Воды состав и строение - молекула воды состоит из атома кислорода и двух атомов водорода. В результате действия сил электростатического притяжения молекулы воды притягиваются друг к другу, образуя комплексы (ассоциации, агрегаты молекул, кластеры) определенной структуры. Молекулярные комплексы зависят от температуры и перестраивается из-за теплового движения молекул. При создании молекулярных комплексов выделяется определенное количество тепла. В воде в жидком состоянии одновременно можно встретить одиночные молекулы (гидроли) и ассоциации, включающие от двух (дигидроли) до восьми молекул при явном преобладании дигидролей. При температуре 0° С преобладают пяти-восьмичленные ассоциации и вода (лед) приобретает тетраэдрическую структуру, при которой молекулы группируются в виде призм с полым пространством внутри. Такая структура обладает малой плотностью упаковки молекул.

На разрушение молекулярных комплексов требуется затрата тепла. С повышением температуры подвижность молекул увеличивается, тетраэдрическая решетка нарушается, упаковка молекул становится более компактной. В воде появляется все больше и больше одиночных и двучленных ассоциаций, при 100° С последние становятся резко преобладающими. Перестройка структуры воды при изменении температуры делает многие физико-химические свойства воды аномальными (отклоняющимися от нормы).

Воды температуры замерзания и наибольшей плотности - температура замерзания – это температура льдообразования (таяния льда) воды данной солености, температура наибольшей плотности - это температура, при которой плотность воды данной солености максимальна. Химически чистая вода замерзает при 0° С, максимальной плотности она достигает при + 4° С. С увеличением давления температура замерзания понижается. При увеличении солености понижаются оба этих значения, но температура наибольшей плотности понижается быстрее (рисунок). Вследствие этого разрыв между этими значениями постепенно уменьшается, и при солености, равной 24,7 ‰, между ними наступает равенство. Вода с такой соленостью замерзает и достигает наибольшей плотности при температуре минус 1.3° С. В более соленой воде температура наибольшей плотности ниже температуры замерзания (при этом с увеличением солености этот разрыв увеличивается), поэтому вода с соленостью более 24,7‰ замерзает, не достигнув температуры наибольшей плотности. Иными словами, плотность соленой воды (с соленостью более 24,7≈25 ‰) в природе никогда не достигает своего максимального значения. Такое соотношение между рассматриваемыми значениями температуры имеет очень большое значение в природе, определяя многие черты гидрологического режима водных экосистем.

Воды щелочность (Alk) – (англ. alkalinity - щелочность) - свойство воды, обусловленное наличием в ней анионов слабых кислот. Анионы слабых кислот эквивалентны сильным основаниям. Название «щелочность» объясняется способностью воды нейтрализовать кислоту, поскольку в эквивалентном выражении содержание сильных оснований превышает содержание сильных кислот.

Различают щелочность карбонатную и общую (последнюю обычно приравнивают к карбонатной). Выражается в ммоль/дм³ или в мг экв/дм³.

Щелочность прямо пропорциональна СО₂ и солености и обратно пропорциональна величине рН. В океане щелочность составляет 2,0—2,5 мг экв/дм³ , в водоемах суши изменяется в значительно более широких пределах. Повышена щелочность в средиземных морях, где существенно влияние материкового стока, в котором преобладают карбонатные и гидрокарбонатные ионы.

Воды щелочность карбонатная (Alk_карб) – часть общей щелочности, создаваемая карбонатными и гидрокарбонатными ионами. В незагрязненных пресных водоемах угольная кислота существенно преобладает среди прочих слабых кислот, поэтому ее нередко принимают равной общей щелочности. Выражается в ммоль/дм³ или в мг экв/дм³.

Воды щелочность общая (Alk_общ.) - сумма анионов всех слабых кислот: угольной, борной, фосфорной и др. (соответственно СО₃^2-, НСО₃^-, H₂BO₃^-, НРО₄^2-, Н₂РО₄^- и др.). Содержание последних, по сравнению с концентрацией Н₂СО₃, незначительно, поэтому общую щелочность нередко принимают равной карбонатной щелочности. Выражается в ммоль/дм³ или в мг экв/дм³.

Воздушная масса – это относительно однородный по основным физико-метеорологическим свойствам объем воздуха, более или менее длительно сохраняющий свою индивидуальность. Распространяется воздушная масса на несколько тысяч километров в горизонтальном направлении и на несколько километров в вертикальном. Формируется при условии длительного пребывания воздуха над территорией с примерно однородными физико-географическими условиями - очагом формирования. Такие условия создаются в устойчивых антициклонах и в малоподвижных размытых депрессиях, образующихся над прогретыми участками суши («термические депрессии»). Физические свойства воздушной массы зависят от географического положения очага ее формирования, характера подстилающей поверхности, климатических условий, времени года и многих других внешних факторов. По этой причине воздушные массы, образовавшиеся в разных районах Земли, заметно различаются по своим свойствам и могут быть классифицированы по разным признакам. Перемещаясь, воздушные массы переносят характерные им свойства в разные районы Земли. Преобладание в данном районе в тот или иной сезон воздушных масс определенного типа создает характерный климатический режим этого района.

Воздушных масс классификация термическая – в соответствии с термической классификацией выделяют теплые воздушные массы – они теплее окружающего воздуха или подстилающей поверхности; холодные, которые холоднее окружающего воздуха или подстилающей поверхности, и местные, находящиеся в тепловом равновесии с окружающей средой. Теплые и холодные воздушные массы в условиях данного района соответственно выхолаживаются или прогреваются. Последовательная смена теплых и холодных воздушных масс приводит к колебаниям температурных условий в данном районе.

Волн классификация – разделение волн по различным показателям, помогающее разобраться во всем их разнообразии.

По силам, вызвавшим волнение, различают волны: ветровые (или волны трения), в т. ч. волны зыби и мертвая зыбь, приливные, анемобарические, сейсмические (цунами); корабельные. В реках преобладают ветровые волны, в озерах и водохранилищах — ветровые и анемобарические, в морях — ветровые, приливные и анемобарические, в океанах — ветровые и приливные, а также сейсмические. Корабельные возникают всегда при движении судна.

По характеру действия сил после возникновения волны: волны вынуждены и свободные.

По силам, которые стремятся вернуть возмущенную частицу воды в положение равновесия: волны капиллярные и гравитационные.

По расположению в толще воды: волны поверхностные и внутренние.

По форме: двумерное (правильное) и трехмерное.

По изменчивости элементов волн во времени: волнение установившееся и неустановившееся.

По характеру распространения: волны поступательные и стоячие.

По соотношению между длиной волны и глубиной водоема: волны короткие, длинные и длинные короткопериодные (волнами мелководья). В соответствии с этим разделяют и водоемы: глубокий, если его глубина больше половины длины волны, и мелкий, если глубина его меньше половины длины волны.

Волн интерференция (лат. inter – между + ferens – несущий, переносящий) – наложение волн друг на друга, в результате чего происходит их усиление или ослабление. Происходит у крутых берегов, где глубина моря достаточно велика. Элементы волн практически не меняются. Волны отражаются от берега, интерферируют с набегающими волнами и образуют систему стоячих волн. Уровень моря у отвесного берега в результате этого то повышается (происходит более или менее резкий всплеск, или взброс), то опускается ниже своего среднего значения.

Волна внутренняя – волна, возбуждаемая в толще воды на границе двух слоев с разной плотностью под действием тех же сил, которые вызывают волны поверхностные. Высота ее изменяется от метров до десятков и сотен метров. Проявляется в периодических колебаниях гидрологических характеристик, особенно температуры воды, поэтому иногда внутренние волны называют температурными. Достигнув предельной высоты, внутренняя волна разрушаются, вызывая интенсивное перемешивание воды. Способствует вертикальным перемещениям фито- и зоопланктона, а вслед за ними и рыбы. Режим внутренних волн учитывают при составлении прогнозов короткопериодных вертикальных миграций промысловых скоплений.

Волна приливная – волна, вызванная действием приливообразующих сил Луны и Солнца. Имеет очень большую длину (сотни километров) при относительно небольшой высоте (максимальная – около 17 м), поэтому воспринимается не как волна, а как периодическое изменение уровня (см. Уровня периодические колебания) и течений (см. Течение приливное). Частицы воды в приливной волне движутся по орбитам, имеющим форму сильно вытянутого эллипса. Проекция движения частиц по эллипсу на вертикальную плоскость характеризует приливные колебания уровня, проекция их на горизонтальную плоскость проявляется в приливных течениях. Охватывают всю толщу вод от поверхности до дна океана.

Волна сейсмическая (цунами) - длинная волна сейсмического происхождения. Вызывается извержениями вулканов и землетрясениями, приводящими к резким и значительным деформациям дна и практически к мгновенному изменению объема отдельных частей океана. Цунами имеют характер одиночных волн, которые обычно распространяются от эпицентра концентрически, в разных направлениях. К берегу, как правило, подходит группа волн цунами.

Газа в воде дефицит (лат. deficit – недостаёт) – состояние нехватки растворенного в воде газа, когда его относительное содержание (насыщенность воды данным газом) близко к 50 % или ниже.

Газов в воде растворимость – способность газов растворяться в воде и образовывать с водой однородную систему. Количественно растворимость газов в воде измеряется концентрацией насыщенного раствора при данных температуре и давлении, т.е. раствора, который находится в равновесии с избытком растворяемого газа. Растворимость газов зависит от их химической природы, температуры (падает с повышением температуры), давления (прямо пропорциональна давлению при постоянной температуре) и минерализации воды (снижается с увеличением минерализации, так как уменьшается число свободных молекул воды).

Гидроксильные ионы – отрицательно заряженная гидроксильная группа (ОН^-), образующаяся при электролитической диссоциации воды или оснований

Деятельный слой водного объекта – поверхностный слой глубокого водного объекта (океана, моря, глубокого озера), находящийся в непосредственном взаимодействии с атмосферой, в котором происходят суточные и сезонные изменения гидрологических характеристик. Толщина деятельного слоя обычно не превышает 200 метров.

Диоксид углерода (углекислый газ, двуокись углерода, свободная двуокись углерода, СО₂) в природных водах - содержится в воде в основном в виде молекул растворенного газа. Небольшая его часть, около 1%, взаимодействуя с водой, образует слабую угольную кислоту, диссоциирующую на ионы. Способа раздельного определения СO₂ и Н₂СO₃ не существует, поэтому их сумму объединяют общим названием: углекислый газ, свободная двуокись углерода (иногда свободная углекислота, что не совсем правильно).

Донных осадков (отложений) классификация по вещественно-генетическому составу – классификация донных осадков по их составу и происхождению. Наиболее обобщенная классификация принята Институтом океанологии АН СССР. В соответствии с этой классификацией донные осадки по происхождению подразделяются на классы: терригенные, биогенные (органогенные), аутигенные (хемогенные), вулканогенные, полигенные (глубоководная красная глина). В некоторых классах по составу выделены группы осадков. Терригенные подразделяются на осадки айсберговые (ледниковые) и внеайсбергове; биогенные – на осадки карбонатные и кремнистые, аутигенные – представлены железо - марганцевыми и фосфоритовыми конкрециями и глауконитовыми образованиями. Кроме того, карбонатные осадки подразделяют на типы в зависимости от комплексов гидробионтов, преимущественно участвовавших в их формировании (планктогенные и бентогенные отложения), или за счет выпадения в осадок карбонатов в результате жизнедеятельности водорослей и изменения физико-химических условий (отложения химико-биогенные). И, наконец, в некоторых типах можно обозначить виды донных отложений в зависимости от конкретных организмов, нерастворенные остатки которых преимущественно слагают данный вид донных отложений. Планктогенные осадки подразделяются на фораминиферовые, кокколитофоридовые и кокколитово-фораминиферовые, птероподовые и птероподово-фораминиферовые виды. Бентогенные - на коралловые (кораллово-водорослевые), фораминиферовые, ракушечниковые, мшанковые, балянусовые и сложенные остатками иглокожих. Химико-биогенные представлены арагонитовыми песками и иглами, оолитовыми образованиями. В составе кремнистых осадков различают диатомовые, радиоляриевые и радиоляриево-диатомовые, кремниево-губковые отложения. Ниже приводится обобщенная схема перечисленных донных осадков.

Загрязнение – 1) процесс привнесения в среду несвойственных ей химических, физических, биологических агентов; 2) все то, что находится не в том месте, не в то время и не в том количестве, какое естественно для природы, что выводит ее системы из состояния равновесия и отличается от обычно наблюдаемой нормы.

3агрязнение может быть вызвано любым агентом (например, загрязняющим веществом). 3агрязнение может возникать как в результате естественных причин - загрязнение природное, так и под влиянием деятельности человека - загрязнение антропогенное. Разработана система экологических нормативов загрязнения – ПДК, ПДД, ПДВ, ПДС и классификация загрязняющих веществ по вредности.

Кислород (O₂) в воде природной (поверхностной) – один из важнейших газов, постоянно присутствующих в природных водах. Кислород интенсивно окисляет органические вещества. Скорость окисления веществ в воде зависит от их природы, температуры воды и условий смешения. Некоторые вещества уже при нормальной температуре с большой скоростью соединяются с кислородом воздуха.

Режим кислорода в значительной степени определяет химико-биологическое состояние водного объекта.

Понижение температуры воды (увеличивается растворимость кислорода, замедляются окислительные процессы), возрастание атмосферного давления, ветровое перемешивание увеличивают содержание в воде кислорода.

Фотосинтез протекает в верхнем слое в светлое время суток преимущественно в теплую часть года, все окислительные процессы - всегда, во всей толще вод и наиболее интенсивно при повышенной температуре. В светлую часть суток и в теплое время года фотосинтез протекает более интенсивно, чем окислительные процессы - кислород накапливается. В темноте и в холодное время года преобладают окислительные процессы - кислород преимущественно расходуется. Концентрация растворенного в воде кислорода обычно изменяется в пределах от 0 до 14 мг/дм³. Однако в отдельных случаях при массовом развитии фитопланктона содержание кислорода может увеличиться до 20—30 мг/дм³ (200 % насыщения) и более. Связь количества O₂ с фотосинтезом и дыханием обратна той, которая существует для диоксида углерода (углекислого газа). Поэтому его вертикальное распределение, а также сезонный и суточный ход, в общем, обратны изменениям СO₂ и не менее сложны.

Климат континентальный (от лат. continens, родительный падеж continentis – материк) – климат, наблюдающийся в тех частях материков и в прибрежных частях океанов, где весь год преобладают воздушные массы континентального происхождения. Переход от морского климата к континентальному с удалением в глубь материка непрерывный. Поэтому различают разные градации континентальности климата, от сравнительно мягкого в Восточной Европе до резко континентального в Восточной Сибири (в Москве годовая амплитуда температуры 28°, в Якутске соответственно 62°С). Поскольку центральные части больших континентов удалены от действия морского воздуха, этот тип климата характеризуется малой облачностью и скудными атмосферными осадками, основная масса которых выпадает в теплую часть года. Малая облачность способствует быстрому прогреванию земной поверхности солнечными лучами (радиацией) днем и летом и, наоборот, быстрому охлаждению ее ночью и зимой. Отсюда большие амплитуды температур воздуха, теплое или жаркое лето и морозная малоснежная зима. Малоснежность при крепких морозах влечет глубокое промерзание почв, что в условиях северных и умеренных широт вызывает накопление и сохранение многолетнемерзлых грунтов. Континентальный климат характерен для умеренного и субтропического поясов Азии, исключая Дальний Восток и юг центральных районов Северной Америки, Африки и Австралии.

Климат морской (океанический) - климат, формирующийся в условиях преобладающего влияния на атмосферу океана. Наиболее отчетливо выражен над океанами, но распространяется и на районы материков, подвергающиеся частым воздействиям морских разновидностей воздушных масс. Черты морского климата присущи климату Западной Европы (примерно до западных границ России), Калининградской области (морские черты климата поддерживаются близостью Балтийского моря), ряду океанических островов. Морской климат распространяется на сушу благодаря общей циркуляции атмосферы. Для климата Западной Европы важна не столько близость к Атлантическому океану, сколько преобладающий в течение года перенос морских воздушных масс с океана, осуществляемый западными ветрами.

Морской климат характеризуется повышенной влажностью и сравнительно малой изменчивостью температуры воздуха в течение года и суток. В умеренных широтах отличается интенсивной циклонической деятельностью, прохладным летом и относительно тёплой зимой. Осень обычно теплее весны.

Компенсационная сила света (лат. compensatio - возмещение, от compensare – уравновешивать) - сила света, при которой величина фотосинтеза равна величине дыхания, т. е. образование кислорода в процессе фотосинтеза равно потреблению его при дыхании, или ассимиляция равна диссимиляции, продукция органического вещества равна его деструкции. За компенсационную силу света принимают примерно величину 400 лк (электрическая лампочка накаливания на расстоянии 1 м создает освещенность в 100 лк), что соответствует приблизительно 1 - 1,5% освещенности поверхности водоема.

Конкреции железомарганцевые – разновидность океанических аутигенных (хемогенных) донных осадков. Минеральные образования (стяжения оксидов и гидрооксидов железа и марганца) округлой или неправильной формы (шаровидной, элипсоидальной, лепешковидной и т.п.) размером от 0,5 до десятков сантиметров (чаще 2-5 см в поперечнике). Образуются не в водной толще, а на дне морей и океанов вокруг относительно твердых ядер (обломков пород, комков глины, зубов акул и т. п.) за счет осаждения гидроокислов железа и марганца. В океанах покрывают огромные пространства дна, нередко образуя рудные скопления. Отличаются повышенным содержанием никеля, меди, кобальта, свинца, молибдена, фосфора и некоторых других элементов. Распространены главным образом в глубоководных частях океанов, но встречаются местами и в пределах котловин окраинных и внутриконтинентальных морей. Наибольшее их скопление наблюдается в Тихом океане, где встречаются участки дна, на 30-50% покрытые конкрециями. Чаще всего они находятся в областях распространения красных глубоководных глин, но встречаются также и в пределах фораминиферовых осадков и др. Запасы железомарганцевых конкреций составляют сотни миллиардов тонн.

Конкреции фосфоритовые – аутигенные образования неправильной формы ,разновидность аутигенных (хемогенных) донных осадков. Содержат до 20-35 % фосфорного ангидрида (Р₂О₅). Образуются на материковых и островных отмеляхна глубинах до 200 м.Во вторичном залегании встречаются на глубинах до 3000 м.

Ледовый режим рек– характеризуется следующим образом. Замерзание реки начинается с появления заберегов и внутриводного льда. Образуются сало, шуга, снежура. Двигаясь по реке, они вместе с более крупными льдинками создают осенний ледоход. На излучинах, в местах сужения русла, у заберегов и искусственных сооружений плавучий лед задерживается, смерзается, река покрывается сплошной коркой льда, начинается ледостав. На малых реках ледохода может не быть, ледостав образуется смыканием заберегов. После появления сплошного ледяного покрова образование внутриводного льда в целом прекращается. Однако он может образовываться в полыньях, вызывая зимние зажоры.

Вскрытие рек начинается тоже у берегов с образования закраин. В местах с особо быстрым течением образуются промоины. В результате поступления талых вод и подъема уровня лед взламывается, начинается весенний ледоход.

Ледовый режим озер – замерзание озер начинается с появления всех начальных форм льда. В ветреную погоду, при перемешивании, образуется внутриводный лед. Появляются забереги, происходит осенний ледоход, при котором плавучий лед свободно переносится ветром и течениями. Возможно образование блинчатого льда. Период замерзания больших озер растягивается на два-три месяца, а отдельные особенно глубоководные и динамичные участки в теплые зимы не замерзают. Ледостав формируется смерзанием заберегов. В морозную безветренную погоду озеро может покрыться льдом за одну ночь.

Вскрытие озер начинается тоже у берегов. Образуются закраины, промоины, полыньи. Постепенно лед взламывается, начинается весенний ледоход. По реке могут также плыть льдины, выносимые из озера.

Ледостав - период, в течение которого на поверхности водного объекта наблюдается неподвижный ледяной покров. Длительность ледостава и толщина льда зависят от продолжительности и характера зимы, толщины снега, ветрового режима, особенностей водного объекта. Например, малые реки и непроточные водоемы замерзают скорее больших рек. На горных реках из-за быстрого течения сплошной ледостав может не устанавливаться. Вислинский и Куршский заливы Балтийского моря в обычные и, особенно, в теплые зимы характеризуются неустойчивым ледоставом. Продолжительность ледостава на реках РФ характеризуется следующим образом. На большинстве рек наблюдается устойчивый ледостав. Неустойчивый ледостав: на западе и юге Русской равнины, на реках Калининградской области, на юге Приморья. Начало ледостава: от октября на востоке Сибири до декабря на западе и юге Русской равнины. Продолжительность ледостава: от одного месяца и менее на юге до 8 месяцев на северо-востоке Сибири. Толщина льда: от 0,2-0,3 м на юге и юго-западе Русской равнины до 1,5 – 2 м в Восточной Сибири (см. Ледовый режим рек).

Ледоход весенний – движение льдин, образовавшихся в результате разрушения ледяного покрова. Он значительно более мощный, чем осенний. Плывущий по реке лед представляет большую опасность для гидротехнических сооружений, поэтому перед ними обязательно возводятся специальные льдозащитные устройства.

Верховья крупных рек текущих с юга на север, вскрываются, когда низовья еще покрыты льдом. В результате могут образовываться заторы, т. е. нагромождение плывущих льдин перед сплошным ледяным покровом. Заторы сопровождаются большим подъемом уровня, иногда принимающим катастрофический характер (такие заторы наблюдаются, например, в нижнем течении р. Немана). На крупных реках, текущих с севера на юг, таяние снега и очищение реки ото льда происходит постепенно от устья к истоку (снизу вверх по течению реки), и вода так же постепенно стекает вниз по реке, не давая большого подъема уровня - весенний ледоход проходит плавно. (см. Ледовый режим рек). По рекам, вытекающим из озер или имеющим озера на пойме, во время весеннего ледохода плывут также льдины, выносимые из этих озер. При этом, если озера вскрываются позже, весенний ледоход на реке может наблюдаться дважды. Первый - собственно речной, второй – «озерный» - река выносит озерные льдины. Это наблюдается, например, на р. Неве, Преголе (Калининградская область).

Ледоход осенний - движение сала, шуги, снежуры, образовавшихся в результате их смерзания льдин и льдин, оторвавшиеся от заберегов. На многих реках осеннему ледоходу предшествует шугоход. Низовья крупных рек, текущих с юга на север, покрываются льдом раньше, чем верховья. Движущийся сверху плавучий лед может скапливаться под неподвижным ледяным покровом, перегораживая русло – образуется зажор. Сопровождается большим подъемом уровня, нередко вызывающим разливы рек. На крупных реках, текущих с севера на юг, осенний ледоход проходит плавно, поскольку ледостав устанавливается постепенного сверху вниз по течению реки (от истока к устью). По рекам, вытекающим из озер или имеющим озера на пойме, во время осеннего ледохода плывут также ледовые образования, выносимые из этих озер. .(см Ледовый режим рек).