Воды Байкала › Конвекция верхних слоев воды

Написал: admin | 9-11-2011, 17:21
 (голосов: 0)
Какова же мощность толщ байкальских вод, участвующих в годовом теплообороте озера и в сезонных изменениях температуры?
Байкал относится к типу тех особо глубоких озер, которые отличаются меромиксией, т. е. частичным перемешиванием вод. В этих озерах в сезонных перемешиваниях участвует только верхний слой вод той или иной мощности. В Байкале мощность этого слоя соответствует пределу распространения весенне-осенних конвекции, т. е. глубине около 250—300 м. Распределение температуры в этом слое в разное время года показано кривыми, полученными на основании послойных измерений. Кривые, построенные в системе прямоугольных координат, представляют собой плавные линии, соединяющие точки, отмечающие температуру на разных глубинах. После освобождения ото льда озеро начинает поглощать большое количество солнечного тепла. Но вода теплеет очень медленно: проходит более месяца прежде, чем температура поднимется на 2—3° и достигнет 4°. Это объясняется огромной теплоемкостью воды и тем, что в это время мощные конвекции распределяют поступающее тепло в большой толще воды до 200—300 м. На протяжении этого периода весеннего перемешивания устанавливается так называемая гомотер-мия, т. е. во всей водной толще отмечается одинаковая температура (кривые 22.V и 25.VI). Когда во второй половине июня — начале июля она достигает 4° и вода у поверхности при дальнейшем нагревании будет становиться все менее плотной, конвекция прекращается.

Озеро вступает в фазу летнего прогрева. Наблюдается прямое температурное расслоение — температура понижается с глубиной. Теперь тепло уже не переносится на большую глубину, а сосредоточивается в поверхностном слое и распределяется только турбулентным перемешиванием, т. е. действием волн и ветра. Устанавливается характерное для лета распределение температуры (кривые 10.VII и 12. VIII). Обособляется верхний, в 5—15 метров, слой, эпилимнион. Волнение поддерживает в нем одинаковую температуру. Ниже она резко падает, образуя слой температурного скачка, или металимнион. При таком распределении температуры нередки случаи резкого (в течение нескольких часов) охлаждения воды у берегов с 16—17 до 4—5°. Это — результат действия ветра, сгоняющего от берега поверхностную теплую воду. На ее место поднимается холодная глубинная вода.
Во второй половине августа поверхность озера начинает охлаждаться. Особенно хорошо это заметно в сентябре. В это время к турбулентному перемешиванию вод озера присоединяется конвективное, усиливающееся во время ночного охлаждения. Все глубже и глубже распространяются равномерно охлаждающиеся воды, достигая 30—50 м, но они все еще теплее более глубоких.

По мере дальнейшего охлаждения роль конвективного перемешивания все возрастает, вскоре оно уже достигает глубины более 250 м. Интересно, что в это время тепло распространяется в глубины озера, остававшиеся все лето холодными, и повышает их температуру (кривая 20.Х). В ноябре при сильном охлаждении, когда перемешивание достигает уже глубины до 300 м, а часто и глубже (кривая 23.XI), во всей этой толще устанавливается осенняя гомотермия — одинаковая температура, близкая к 4°. При дальнейшем понижении, ниже 4°, вода становится все менее плотной и конвекция прекращается. Но с большой силой проявляется мощное перемешивание осенними ветрами, охлаждающее воду ниже 4м до глубин 100 м и более. При этом все же верхние слои охлаждаются скорее. Устанавливается обратное температурное расслоение, сохраняющееся всю зиму.

Период осеннего охлаждения до полного замерзания Байкала так же, как и период весеннего прогревания, очень продолжителен. Несмотря на рано наступающие морозы, температура озера опускается медленно — по мере отдачи громадных запасов тепла, накопленного за лето мощными толщами байкальских вод. На рис. 29 показан годовой ход температуры на разных глубинах Байкала. Видно, что с возрастанием глубины уменьшается годовая амплитуда колебаний температуры и запаздывает наступление годового максимума температуры.

Таковы основные черты сезонных изменений температуры в верхнем 250—300-метровом активном слое байкальских вод. В течение года в этом слое меняется характер температурного расслоения: летом при температуре выше 4° господствует прямое расслоение с понижением температуры с глубиной, а зимой, когда температура ниже 4 ,— обратное расслоение с повышением температуры с глубиной. Весной и осенью, когда совершается переход от одного типа расслоения к другому, озеро проходит фазы весенней и осенней гомотермии. Эти температурные изменения выражают годовой теплооборот озера (приход и расход тепла). В то же время они тесно взаимосвязаны с характером перемешивания вод (вертикальным переносом тепла).
НАВИГАЦИЯ
НАШ ОПРОС
Узнали что хотели?
Да winked
Нет sad
Наши проекты