Сезонний розподіл температури по глибині

Особливості температурного режиму озер дозволяють виділити в термічному циклі озер помірного поясу такі основні періоди:

Період весняного нагрівання. Навесні з посиленням сонячної радіації відбувається нагрівання поверхневих шарів води. Теплі частки води, як більш густі, спускаються трохи нижче, а на їх місце піднімаються холодні маси (менш густі). Виникає часткове конвекційне перемішування, яке згодом переходить у повне і вся товща води в озері набуває температури, рівної температурі придонного шару. Настає період весняної гомотермії, яка триває доти, поки вся маса води не прогріється до температури найбільшої густини (+4°С).

Період літнього нагрівання. При подальшому нагріванні тепло зосереджується у поверхневих шарах. Різниця температур з глибиною зростає (вода холодніша коло дна). Встановлюється пряма температурна стратифікація. У верхньому прогрітому шарі встановлюється більш - менш однорідна температура, тоді як у глибинних шарах зберігаються холодні “весняні” води, які повільно змінюють температуру. Між теплим і холодним шарами є проміжний тонкий шар з різким зниженням температури з глибиною. Цей шар називається температурним стрибком, або металімніоном. Шар, розташований вище від нього, називається епілімніоном, а нижче — гіполімніоном. З часом шар стрибка занурюється і восени зникає у зв’язку з плавним зниженням температури з глибиною.

Період осіннього охолодження характеризується охолодженням води спочатку у поверхневому шарі, а потім по всій товщі до температури найбільшої густини (+4°С). В початковий період охолодження відбувається в умовах прямої стратифікації, потім — при гомотермії, яка триває доти, доки температура води в озері не стане близькою до +4°С. При подальшому охолодженні виникає обернена стратифікація, температура поверхневих шарів знижується до 0°С і озеро вкривається льодом.

Охолодження в умовах оберненої стратифікації вказує на період зимового охолодження. На початку цього періоду (до утворення льодоставу) охолодження відбувається досить інтенсивно, і в малих непроточних озерах температура придонних шарів досягає +4°С. Узимку, при оберненій стратифікації, також можливе утворення температурного стрибка, який розташовується біля поверхні і виражений не так чітко, як улітку.

Температурна класифікація озер. Озера певної кліматичної зони вирізняються своїми особливостями температурного режиму. Це дало змогу Ф.Форелю розробити температурну класифікацію прісних озер світу. За цією класифікацією всі озера поділено на три групи:

1.Тропічні (теплі), в яких температура води в поверхневому шарі завжди вище +4°С. Річні амплітуди коливання температури незначні. Ці озера розташовані в тропічній та субтропічній зонах. До озер цієї групи належать Східно-Африканські, зокрема Танганьїка і Вікторія, Женевське.

2. Помірні озера. У цих озерах поверхневі води можуть мати температуру і вищу, і нижчу +4°С. Характерна наявність весняної та осінньої гомотермії, прямої та оберненої стратифікації. Значні річні амплітуди коливання температури. До цього типу належить озера помірної зони Європи (в тому числі всі озера України), Азії, Північної Америки.

3. Полярні озера, в яких температура поверхневого шару ніколи не перевищує +4°С. Для них характерний тривалий період оберненої стратифікації, значна тривалість льодового покриву. Річна амплітуда коливання температур незначна. До озер цієї групи належать озера північної Канади, півночі Сибіру тощо.

ЛЬОДОВИЙ РЕЖИМ ОЗЕР

Замерзання озер.Восени при охолодженні поверхневих шарів води до 0°С в озерах утворюється лід. У тиху погоду малі озера за одну ніч можуть вкритися тонким шаром льоду, який переходить у сталий льодостав. При наявності вітру льодостав настає поступово. Спочатку коло берегів утворюються забереги, які наростають до відкритої частини озера. Одночасно у відкритій частині з’являється сало. Під час затишшя сало змерзається, і озеро вкривається льодом. Отже, малі озера замерзають по всій поверхні майже одночасно, і період замерзання незначний.

На великих озерах процес замерзання досить тривалий — 30 - 45 днів. Спочатку виникають забереги, сало, шуга, навіть донний лід. Донний лід виникає тоді, коли перемішування досягає дна озера. На кам’янистому дні донний лід може утворювати суцільний покрив. Первинні льодові утворення змерзаються і на озерах утворюється суцільний льодовий покрив з нерівною, торосистою поверхнею.

Наростання товщини льоду.Товщина льоду в озерах наростає внаслідок зміни співвідношення теплового балансу на межі вода - нижня поверхня льоду. В перші дні льодоставу (2 — 3 декади) товщина льоду інтенсивно наростає (2 - 5 см за добу), а далі сповільнюється або зовсім припиняється. При наявності снігу лід наростає повільніше. На озерах помірної зони товщина льоду досягає 50 — 70 см, у суворих кліматичнихумовах - 150 — 200 см.

Скресання озер.Озера скресають під впливом припливу тепла з атмосфери, дії вітру та коливання рівнів води. Коли середньодобова температура повітря піднімається вище 0⁰С на поверхні льоду починає танути сніг. Структура льоду змінюється — він стає пористим, крихким, легко розбивається на окремі крижини. Під впливом власної ваги і під дією вітру лід кришиться, танення його прискорюється. До механічного фактора крім того належить винос окремих крижин річками. Підняття рівня води за рахунок танення снігу в басейні також призводить до більш швидкого руйнування льодового покриву.

На великих озерах у процесі скресання підсилюється роль вітру. На таких озерах, як Ладозьке, Онезьке, Байкал, спостерігається льодохід, дрейф льоду тощо. На цих озерах руйнування льодового покриву починається з утворення ополонок, закраїн. Між скресанням та повним очищенням великих озер від льоду минає значний час, який залежить від метеорологічних умов даного року. Скресання на озерах настає на 8 — 15 днів пізніше, ніж на річках.

ДОННІ ВІДКЛАДИ ОЗЕР

На дні та схилах улоговини озерних водойм весь час відбувається накопичення відкладів. Утворюються вони або в басейні озера, або безпосередньо в самому озері і становлять донні відклади, або ґрунти дна. Склад озерних відкладів, їх будова, інтенсивність накопичення, зміна залежать від географічних умов території та гідрологічного режиму водойми.

Матеріалом для формування озерних відкладів є продукти ерозії ґрунтів, руйнування берегів, рештки відмерлих організмів, господарська діяльність людини тощо. У розподілі відкладів в улоговині існує певна закономірність, пов’язана з механічним складом наносів і доступністю окремих частин водойми діяльності хвиль, течій, перемішування.

Крупність наносів зменшується від берегів до центру улоговини. Від урізу води вглиб озера галечник поступово змінюється галечниково-піщаними, піщаними і в міру послаблення дії хвиль (на глибинах більше 2 - 3 м) мулисто - піщаними відкладами. Глибинну частину озера заповнюють мули, які насичені водою, особливо в поверхневому шарі, де вони являють собою напіврідку масу, що містить 80 — 95 % води.

В озерах та водосховищах, особливо в тих, де інтенсивно розвивається рослинність та тваринний світ, поступово накопичується стільки відкладів, що вони майже повністю заповнюють первинну улоговину, або їх потужність у багато разів перевищує сучасну глибину. Осад дрібних часток, а значить і накопичення мулу, відбувається повільно.

Озерний мул складається як з мінеральних, так і органічних часток. Органічні частки мулу містять рештки прибережної рослинності, водоростей і тварин - планктону, нектону, бентосу. Мінеральна частина відкладів мулу складається з річкового або озерного алювію, решток відмерлих водних організмів і різних хімічних сполук, які випадають в осад з розчину. Виділяють два найбільш розповсюджених типи мулу - торф’янистий (гуміновий ) мул і сапропель.

Сапропель (гнилий мул) містить в основному рештки нижчих рослин, тварин з більш - менш значними домішками мінеральних часток і вищих рослин. Під дією мікроорганізмів при малому доступі кисню відклади, які утворюють сапропель, перетворюються на колоїдну аморфну желеподібну масу, багату на жири, білки та воскоподібні речовини. З часом сапропелі в глибинних шарах мінералізуються і утворюють сапропеліти. Мули типу сапропелю характерні для євтрофних, багатих на поживні речовини озер лісової зони.

Потужність сапропелів може досягати 30 м. З сапропелю шляхом перегонки можна добувати машинні масла, бензин, газ. Сапропель використовується як добриво і як складова частина корму для худоби.

Торф’янистий мул характерний для озер оліготрофного типу. Вода таких озер бідна на завислі тверді частки, мінеральні речовини, але багата на органічні гумінові речовини, які створюють кисле середовище. Часто озера заростають. Торф’янистий мул складається з решток прибережної рослинності, мохів, стовбурів, та гілок дерев. Зольність цього мулу мала. Він використовується як паливо, добриво та в хімічній промисловості.

У деяких озерах на дні відклалися значні поклади озерних залізних руд, які мають промислове значення (озера Карелії). Відклади мінеральних озер у вигляді різних мінеральних солей використовуються як цінна сировина для промисловості і добриво в сільському господарстві. Мул мінеральних озер широко використовується в лікувальних цілях.

Поиск по сайту: