5. 7 Вітер і хвилі

Вітер на Байкалі дме майже завжди. Відомо більше тридцяти місцевих назв вітрів. Це зовсім не означає, що на Байкалі існує така кількість різних вітрів, просто багато хто з них мають кілька назв. Особливість байкальських вітрів у тім, що вони майже всі, майже завжди дмуть уздовж берега й укриттів від них не так багато, як хотілося б.

Пануючі вітри: північно-західний, часто називаний гірської, північно-східний (баргузин і верховик, він же ангара), південно-західний (култук), південно - східний (шелонник). Максимальна швидкість вітру, зареєстрована на Байкалі, 40 м / с. У літературі зустрічаються й більші значення - до 60 м / с, але надійних свідчень цьому немає.

Де вітер, там, як відомо, і хвилі. Відразу помічу, що зворотне невірно - хвиля може бути й при повній затишності. Хвилі на Байкалі можуть досягати висоти 4 метри. Іноді приводяться значення 5 і навіть 6 метрів, але це, швидше за все, оцінка "на око", що має дуже більшу помилку, як правило, убік завищення. Висота 4 метри отриманий за допомогою інструментальних вимірів у відкритому морі. Хвилювання найбільше сильно восени й навесні. Улітку на Байкалі сильне хвилювання буває рідко, і часто трапляється штиль.

6. Морфометричні характеристики озер

Одночасно з утворенням озера починається заселення його організмами. Відмираючи, ці організми осідають на дно. Відбувається Поступове вирівнювання дна улоговини озера та його обміління. В міру обміління озера роль рослинності-коло-берега підвищується: вона ніби витискує воду і озеро наближається до припинення свого існування (рис. 6. 1). Накопичення в озерах відкладів і заростання є нормальним процесом їхнього розвитку, який відбувається постійно.

Рис. 6. 1. Схема заростання озера а — з пологими берегами (1 - осоковий торф, 2 — комишевий і очеретяний торф), 3 — сапропель, 4 —. сапропеліт); б — з крутими берегами (1 — торф із сплавини з залишків різних рослин, 2 — пелоген, 3 — сапропелевий торф, 4 — сапропеліт)

Процеси розвитку озер у різних умовах водообміну та в різних кліматичних зонах можуть уповільнюватися або прискорюватися. За відсутності стоку з озера весь завислий матеріал органічного й неорганічного походження осідає на дно. В проточних озерах частина цих речовин виноситься за їхні межі, що сприяє меншому замуленню. При зниженні рівня води процес замулення і заростання озера посилюється.

Найбільш знижена частина озерної улоговини, яка заповнюється водою при максимальному підвищенні рівня, називається озерним ложем. Воно поділяється на дві основні області: берегову і глибинну. У першій області переважають процеси руйнування гірських порід, які складають улоговину, в другій — відкладаються продукти руйнування.

Частина котловини, заповнена водою до висоти максимального підняття рівня, називається озерним ложем або озерною чашею. В озерній котловині розрізняють берегову глибину області. Перша з них включає в себе: береговий схил, побережжя (літораль) і берегову обмілину (сублітораль). Вона простягається до тих глибин, де ще простежується вплив хвиль на дно водойм.

Дно чаші озера нижче берегової обмілини називають літораль.

Побережжя розміщується від зони заполіскування хвиль до глибини проникнення рослин або променів світла, а берегова обмілина – від нижньої межі побережжя до глибин, на яких згасає дія хвиль на дно водойм. Дно чаші озера нижче берегової лінії носить назву профундаль.

Числові характеристики, що дають уявлення про горизонтальний та вертикальний перетин озерної котловини називають морфометричними характеристиками озера. До них відносять площу дзеркала, довжину, ширину, глибину, об’єм та ступінь розвитку берегової лінії, а також розміри великої та малої вісі озера.

Площа дзеркала озера може обчислюватися подвійно: або разом з островами, або лише як площа водної поверхні. Довжина озера – це найкоротша віддаль між двома найбільш віддаленими точками. Ця лінія може бути прямою у випадку порівняно простих обрисів озера, і складатися із окремих відрізків для звивистого озера.

При визначенні ширини озера розрізняють найбільшу ширину, що визначається як найбільший поперечник (перпендикуляр) до лінії довжини озера, і середню ширину, що визначається відношенням площі дзеркала ω км² до його довжини L, км за формулою:

(6. 1)

Велика вісь озера – це лінія між найбільш віддаленими між собою точками його контуру. Вона завжди проводиться як пряма, незалежно від звивистості озера. Мала вісь озера – це лінія проведена перпендикулярно до великої осі в місці найбільшою ширини озера.

Середня ширина, що визначається відношенням площі дзеркала ω км² до його довжини L, км за наступною формулою:

(6. 1)

У береговій області відділюються три зони: берег, узбережжя й берегова відмілина (рис. 6. 2). Берег це частина озерного схилу, який лежить навколо озера і не зазнає впливу хвиль. Узбережжя — це суха частина, котра зазнає впливу хвиль: заливна частина, яка вкривається водою при високих рівнях, і підводна частина, яка завжди вкрита водою. Берегова - відмілина, що має - вигляд берегової тераси, нахилена у бік озерної западини і виникає внаслідок розмиву й відкладання порід. Узбережжя та берегову відмілину часто об'єднують в одну зону — прибережну (літораль).

Рис. 6. 2 Розчленування озерного ложе

Глибинна область, або профундаль. займає найглибшу частину дна, якої хвилювання не досягає. Перехідну частину між літораллю і профундаллю називають сублітораллю.

Межі окремих частин озерного ложа виражені не завжди чітко, а між деякими з них вони іноді взагалі відсутні.

Водна маса озера, яка лежить над береговою відмілиною й узбережжям, називається прибережною, а та. що лежить над профундаллю, називається областю відкритої води або пелагіаллю.

Озера відрізняються між собою величиною та формою. Абсолютні й відносні величини, які характеризують форму і розміри озерної улоговини та кількість води, що її заповнює, називаються морфометричними характеристиками озера. До них належать: довжина, ширина, глибина, площа озера, порізаність берегової лінії, об'єм водної маси і форма озерної улоговини. Морфометричні характеристики визначаються за батиметричими або гіпсометричними картами.

Площа озера Р_оз (поверхня дзеркала води озера) характеризує площу водної поверхні (без островів) і визначається за картою планіметром або палеткою.

Довжина озера L — найкоротша відстань між двома найвіддаленішими точками його берегової лінії, заміряна по поверхні озера. Ширина озера може бути найбільшою В_найб., вона визначається як найбільший поперечник (перпендикуляр) до лінії довжини озера, і середньою В_cер., яка дорівнює відношенню площі озера F_сер. до його довжини:

, (6. 6)

Довжина берегової лінії I — довжина урізу води, вимірюється циркулем або курвіметром.

Ступінь порізаності берегової лінії k — відношення довжини берегової лінії — I, до довжини кола I_і, з площею, яка дорівнює площі озера F_оз.

Оскільки довжини кола I_і, визначається за формулою:

, (6. 7)

а площа озера визначається за формулою:

, (6. 8)

тоді

, (6. 9)

а

. (6. 10)

Величина k може бути визначена за формулою:

, (6. 11)

або

. (6. 12)

Величина k не може бути меншою від одиниці.

Об'єм води в озері можна визначити за батиметричною картою як для всього озера, так і для окремих його частин, обмежених певними ізобатами або певними рівнями води. Для визначення об'єму озера озерну улоговину розбивають на ряд простих (зрізаних пірамід), тоді об'єм води для кожної піраміди становитиме:

, (6. 13)

де , , … - площі, обмежені ізобатами, м²;

— відстань між ізобатами, м.

Загальний об'єм води дорівнює сумі часткових об'ємів, або визначається за формулою:

. (6. 14)

Середня глибина озера h_сер. дорівнює відношенню об'єму озера дj площі дзеркала і визначається за формулою:

. (6. 15)

Максимальна глибина вимірюється безпосередньо.

Зміна об'єму і площі озера залежить від зміни положення рівня води (глибини) в озері. При підвищенні рівня води відповідно збільшується площа озера та об'єм води в ньому і навпаки. Наочне уявлення про таку залежність дають батиметрична і гіпсографічна криві, які показують, що об'єм води в озері та його площа є функцією рівня води (глибини) в озері (рис. 6. 3).

Рисунок 6. 3 Батиграфічна та об’ємна