Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Температурный режим и ледовые явления на озерах




Уравнение теплового баланса озера:

,

где Θ c – солнечная радиация (прямая и рассеянная), Θ лед и Θ конд – выделение тепла при ледообразовании и конденсации соответственно, Θ пр – поступление тепла с притекающими поверхностными и подземными водами, Θ атм и Θ гр – приход или расход тепла в результате теплообмена с атмосферой и донными грунтами, I – эффективное излучение с поверхности воды, Θ исп и Θ пл – расход тепла соответственно на испарение и плавление (таяние) льда, Θ ст – расход тепла с речными и подземными водами, уходящими из озера, – изменение тепла в озере. ρ , где cр – удельная теплоемкость воды, ρ – плотность воды, Vоз – объем озера, – изменение средней температуры озера.

Составляющие теплового баланса выражаются в джоулях или калориях.

Для большинства озер основные составляющие теплового баланса – Θ c, Θ исп иΘ атм. Они вызывают изменение температуры на поверхности озера. Передача тепла по вертикали происходит в результате перемешивания вод.

В температурном режиме озера в умеренном климате выделяются 4 периода.

Период весеннего нагревания наступает, когда температура подо льдом под влиянием солнечной радиации начинает повышаться. В начале периода наблюдается обратная температурная стратификация, которая характеризуется увеличением температуры с глубиной. У поверхности ее значения близки к 0˚С, в придонном слое 2-3˚, а в наиболее глубоких озерах 4˚, т.е. наблюдается устойчивое состояние, когда плотность увеличивается от верхних слоев к нижним. После освобождения озера от льда температура воды в поверхностном слое начинает расти. Когда она становится выше, чем в нижележащих слоях, происходит конвективное перемешивание. В результате по всей глубине температура становится одинаковой и равной ее придонным значениям в начале периода. Наступает состояние весенней гомотермии, которое продолжается до значения Т = 4˚С.

С указанного момента начинается период летнего нагревания. При нагревании поверхностных слоев выше 4˚С конвективное перемешивание происходит только во время их ночного охлаждения. Динамическое перемешивание у неглубоких озер в начале периода, когда разница температур, а, следовательно, и плотности воды в поверхностном и придонном слоях невелика, охватывает всю толщу воды. При увеличении разницы плотностей вследствие более быстрого нарастания температуры воды у поверхности влияние динамического перемешивания ограничивается только верхним слоем. Наблюдается прямая термическая стратификация, т.е. уменьшение температуры воды по глубине. При этом формируется три характерных слоя: 1) эпилимнион с наиболее высокой температурой, мало изменяющейся по глубине; 2) металимнион (или слой температурного скачка) с резким уменьшением температуры с глубиной; 3) гиполимнион – слой с относительно низкой температурой, слабо изменяющейся по глубине. В наиболее глубоких озерах температура в гиполимнионе близка к 4˚С.

С момента, когда приход тепла к поверхности озера становится меньше его расхода, начинается период осеннего охлаждения. Температура поверхностного слоя становится меньше, чем в нижележащих слоях, а плотность больше. Возникает конвективное перемешивание воды. Температура постепенно становится одинаковой по всей глубине и близкой по значению температуре в гиполимнионе летом. Возникает состояние осенней гомотермии, которое продолжается до установления Т = 4˚С.

После этого наступает период зимнего охлаждения. При уменьшении температуры в поверхностном слое ниже 4˚С конвективное перемешивание прекращается, но под влиянием динамического перемешивания температура нижних слоев обычно опускается несколько ниже 4˚С. Ветровое перемешивание прекращается с началом ледостава.

В других климатических поясах наблюдается иной температурный режим озер. В соответствии с температурным режимом выделяют три типа озер: 1) полярные (холодные) – температура не поднимается выше 4˚С, прямой температурной стратификации не возникает; 2) тропические (теплые) - температура не опускается ниже 4˚С, обратной температурной стратификации не возникает; 3) умеренного климата - наблюдаются периоды как с прямой, так и с обратной стратификацией.

Большинство ледовых явлений, свойственные рекам, наблюдаются и на озерах, но ледостав на них из-за волнения и большего запаса тепла наступает позже, вскрытие также позже из-за отсутствия динамического воздействия потока на лед. Движение льдин во время ледохода происходит в основном под влиянием ветра.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-11-16; Просмотров: 942; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.