Найбільш поширені в озерах стокові течії, вітрові й компенсаційні.


Стокові течії виникають в основному під впливом протоку річкових вод в озеро і відтоку озерних вод у річку. В обох випадках утворюється похил водної поверхні в озері, внаслідок якого і відбувається рух води.

Якщо об'єм води в озері великий порівняно з об'ємом води, яка притікає або стікає з озера, стокові течії в озері незначні і спостерігаються лише на ділянках, розташованих безпосередньо біля витоку або гирла річки. Течії, які виникають у гирлах річок, у міру просування до відкритої частини озера змінюють свій напрямок і поступово затухають. Залежно від співвідношення густини озерної та річкової води течії поширюються або по поверхні озера, або занурюються в глибину.

Якщо об'єм води в озері в межах зливної призми невеликий порівняно з об'ємами води, яку приносять або виносять річки (що має місце в проточних озерах), тоді по всій довжині озера виникає течія, подібна до течії в річці, але з малими швидкостями. Швидкості стокових течій невеликі (не більше 0,3 м / с) і змінюються залежно від зміни витрат води приток.

Стокові течії на великих озерах простежуються на різних відстанях від гирла або витоку річок залежно від швидкості їхньої течії й витрат води. Так, за даними Верещагіна Г. Ю., води Селенги формують стокові течії тільки влітку на відстані 30 км від гирла, а стокові течії в районі витоку Ангари відзначаються в Байкалі лише за 3 км. Стокові течії мають сезонну періодичність, що обумовлюється коливаннями водності річок протягом року.

Вітрові течії в озерах відзначаються значною несталістю. Режим їх дуже тісно пов'язаний з режимом панівних у даному районі вітрів. Залежно від швидкості вітру, об'єму водної маси, конфігурації берегів, розмірів озерної улоговини, наявності островів тощо вітрові течії можуть поширюватися на різні глибини, а іноді (в основному на малих озерах) охоплювати всю водну масу і досягати дна озера.

Якщо напрямок стокових і вітрових течій збігається, то утворюються тимчасові або постійні течії, які проходять по всьому озеру (наприклад, в озерах Байкал і Балхаш).

Поблизу берегів вітрові течії спричинюють підйоми або зниження рівнів води залежно від напрямку вітру відносно берега. При цьому виникає похил рівня озера, що призводить до зміни градієнта гідростатичного тиску на різних його ділянках і до появи глибинної компенсаційної течії, яка сприяє збереженню рівноваги води в озері. Одночасно поверхнева вітрова течія уповільнюється; у великих озерах біля довгих прямолінійних берегів компенсаційна течія має напрямок уздовж берега, в малих озерах, бухтах, звуженнях — протилежний напрямку вітрової течії. Якщо вітер протягом тривалого часу одного напрямку, в невеликих озерах уся вода може брати участь у круговому русі — виникає вертикальна вітрова циркуляція. Крім вітрової циркуляції, всім озерам властива об'ємна циркуляція, зумовлена різницею густини води в різних ділянках озера.



Після виникнення течія не залишається незмінною, оскільки на неї виливають ще й другорядні сили, сила тертя (внутрішнього і об дно та береги озера), сила Коріоліса - відцентрова сила. В мілких озерах дія сили Коріоліса гаситься силами тертя об дно, а величиною відцентрової сили внаслідок незначної швидкості руху води в цих озерах можна знехтувати.

Розміри озера, форма улоговини, порізаність берегової лінії також деформують течію, яка утворилася під дією однієї або кількох причин. Тому в кожному озері течії мають специфічні риси, характерні тільки для нього.

9. Термічний режим озер

Температурний режим озерних вод залежить від співвідношення між прибутком і витратою тепла, а також від розподілу цього тепла в озерній воді, що залежить від географічного положення озера, пори року, динаміки (руху) озерних вод та інших причин. У водну масу тепло надходить та витрачається в основному через відкриту водну поверхню.

Основним джерелом тепла, яке надходить на водну поверхню озера в літній період, є сонячна радіація. Зміна кількості сонячної радіації протягом доби або протягом сезону визначає зміну температури води в озерах. Інші джерела тепла (конвекція, турбулентний теплообмін з атмосферою, дном та берегами, надходження тепла за рахунок притоку річкових вод) приносять в озеро незначну кількість теплової енергії.

Основними втратами тепла з озера є втрати на випаровування. Втрати на випромінювання та на турбулентний теплообмін невеликі.

Кількість поглиненої водою сонячної радіації плавно змінюється протягом року і має максимум у червні, а мінімум — у грудні. Максимум втрат тепла на випаровування припадає на осінні місяці, а мінімум — на весняні.

Взимку при наявності льодового покриву інтенсивність теплообміну між атмосферою і водною поверхнею різко зменшується.

Внаслідок коливання основних елементів теплового балансу запаси тепла в озерах періодично змінюються, тому вода в них нагрібається або охолоджується. Нагрівання води в озерах відбувається до кінця літа, а охолодження - від початку осені залежно від об'єму водної маси. В озерах, які замерзають, мінімальна температура за рік буває на початку зими під час утворення льоду.

Навесні та восени вся товща води має однорідну температуру. Такий стан води в озері називається гомотермією (рис. 9. 1).

 

Рис. 9. 1. Зміна температури води з глибиною

У зв'язку з тим, що озерна вода має уповільнений рух, температура по всій товщі водної маси вирівнюється повільно, виникає шаруватість води з різними температурами. Якщо температура води зменшується від поверхні озера до дна, як це спостерігається влітку, то в озері встановлюється пряма температурна стратифікація (шаруватість). Якщо температура вода з глибиною підвищується, то в озері встановлюється обернена температурна стратифікація, характерна для зимового періоду.

Перерозподіл тепла в озері, нагрівання й охолодження всієї водної маси в ньому відбуваються під впливом перемішування (динамічного та конвекційного), течій і хвилювання. Передача тепла шляхом теплопровідності також відбувається, але дуже повільно і обмежується, лише верхнім шаром.

Конвекційне перемішування, або вертикальна циркуляція води, обумовлюється різницею густини води на різних глибинах.

Воно можливе лише за певного поєднання температур у поверхневих і глибинних шарах. У прісних озерах глибинні шари внаслідок конвекції нагріваються лише тоді, коли початкова температура у водоймі нижча 4 °С (температура найбільшої густини). За цих умов поверхневі шари, нагріваючись до 4 °С, будучи густішими, опускаються вглиб, а на їхнє місце піднімаються холодніші частки води. Коли температура в усій товщі води досягне 4 °С і буде далі нагріватися з поверхні, тепліша вода зосереджується у верхніх шарах, і конвекція в глибших шарах, які мають температуру 4°С, припиняється. Якби тепло в глиб водойми передавалося лише завдяки конвекції, то в глибинних шарах протягом року зберігалася б температура 4 °С або близька до неї. Отже, конвекційна циркуляція сприяє перенесенню тепла в озері і вирівнюванню температур при несталій стратифікації.

Динамічне перемішування сприяє перенесенню тепла в глиб водойми і вирівнюванню температури за будь-якої стратифікації. Під впливом динамічного перемішування температура придонних шарів у озері може бути вище (влітку) і нижче (взимку) 4°С.

Найбільш інтенсивне перемішування відбувається під впливом вітру, який спричинює хвилювання і течії. В мілких озерах вітрове перемішування поширюється до дна, у глибоких — перемішуванню глибинних шарів допомагають компенсаційні течії, котрі виникають при зонах і нагонах.









Последнее изменение этой страницы: 2016-04-06; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su не принадлежат авторские права, размещенных материалов. Все права принадлежать их авторам. Обратная связь