32 Горизонтальная термическая неоднородность озер, «термический бар» и Его гидроэкологическое значение.

Горизонтальное распределение температуры в озерах всегда характеризуется большей или меньшей неоднородностью. Чем сложнее форма озерной котловины и в особенности очертания береговой линии, тем резче выражена горизонтальная неоднородность температур. Различие температур прибрежных и открытых частей наблюдается даже в небольших озерах простой формы. Как вода, так и дно в прибрежной части нагреваются и охлаждаются быстрее, чем в открытой. В некоторых озерах весной температура у берегов достигает 12-14°, а в открытой части только 6-7°.

В озерах со сложной котловиной, расчлененной на плесы, температурные особенности отдельных частей могут отличаться весьма резко, особенно весной и осенью. Часто весной и в начале лета, когда в заливах крупного озера уже установилась прямая стратификация и определились термические зоны, в открытой части продолжается гомотермия. Осенью наоборот - в прибрежных частях озера гомотермия наступает раньше, чем в открытой части.

Резко отличается режим открытой части озер от режимов заливов прибрежных участков, защищенных водной растительностью.

Резкие нарушения горизонтальной однородности температур возникают при сгонно-нагонных ветрах. Только слабые переменные ветры способствуют равномерному распределению температур. Разность температур между нагонными и сгонными участками достигает нескольких градусов.

Термоба́р — узкая вертикальная зона в водоемах, которая разделяет водоем на две термические зоны: теплоактивную и теплоинертную с разными видами вертикальной стратификации температуры.

Термобар формируется весной при нагревании береговой части водоема выше +4 °C и осенью в период охлаждения ниже +4 °C.

В весенний период прогрев прибрежной области водоема идет быстрее, чем центральной. В том случае, когда поверхностные воды прибрежной области быстрее достигают температуры максимальной плотности близкой к +4°C, возникает неустойчивость плотностной стратификации, вызывающая конвективное перемешивание. Конвективное движение вод прибрежной и центральной части водоема приводит к формированию узкого вертикального слоя, фронтально разделяющего водоем на две области с разной температурой и скоростью.

Термобар влияет на экосистемы крупных озер, так как он разделяет две зоны с разными характеристика воды, что определяет пространственные различия планктонных сообществ.

33.Термическая классификация озер. Внутренние волны кельвина и пуанкаре в стратифицированных озерах.

Термическая классификация озер:

1) Амиктические озера – в высоких широтах, в горах, весь год покрытые льдом. Не перемешиваются.

2) Холодные мономиктические озера – один раз в год перемешиваются (в приполярных широтах), почти весь год обратная температурная стратификация, летом температура растет до 4ºС (и очень редко становится больше на 2-3ºС)

3) Димектические озера умеренных широт – характерно чередование: весенняя циркуляция – летняя стратификация – осенняя циркуляция – зимняя стратификация

4) Теплые мономиктические озера – перемешиваются один раз в год – зимой, температура воды ≥4ºС, таким образом почти весь год прямая температурная стратификация, а зимой циркуляция (Иссык-Куль)

5)В каждой зоне есть полимиктические озера – имеют малую глубину, подвержены ветровому перемешиванию.

6) Олигомиктические – (оз. Танганьика) – перемешиваются очень редко (в холодные годы). Иногда возникает полная циркуляция. Экваториальные озера.

Внутренние волны Кельвина и Пуанкаре:

Впервые обнаружены Мортимером на озере Мичиган. На озере располагались башни, на которых с помощью водозаборных окон на разных горизонтах, можно узнать температуру и состав воды на разных горизонтах. Мортимер обработал многолетние записи с башни. Наиболее ярко выраженные динамические явления – при сильных северных штормовых ветрах. Если взять поперечный разрез перпендикулярно ветру, то у одного берега образуется нагон и температуры поверхностных вод 20-22ºС, у другого сгон и температуры поверхностных вод 7-8ºС. После прекращения ветра пятно холодной воды дрейфует к западному берегу (если бы не было ветра – пятно холодной воды продвинулось бы по инерции). Растекается по периметру и в исходной точке через 30 суток – внутренняя гравитационно-инерционная волна Кельвина. Возникает только в глубоких обширных озерах, где ширина позволяет развиться инерционным течениям, а глубина – образоваться большой волне даунвеллинга.

В квазистационарном участке возникают меньшие колебания – стоячая вода. И через типичное для данной широты время инерционных колебаний кучности становятся прогибами и наоборот. Вода вращается по часовой стрелке, колеблется относительно своего положения – внутренняя инерционная сейша – волна Пуанкаре. В отличие от поверхностной сейше колебания не на границе вода-атмосфера, а на границе более плотная вода - менее плотная вода, и размах колебаний больше, чем при поверхностной сейше.