Движение озёрных вод. Классификация по видам движения

Обычно на озерах если и есть течения, то очень слабые и часто незаметные.
Движение воды может быть:
Поступательным, когда масса воды перемещается на некоторое расстояние, в этом случае его принято называть течением.
Колебательным, при котором частицы воды, не перемещаясь в плановом отношении, совершают движения по некоторой замкнутой траектории, например в случае возникновения волн.
Также движение может быть постоянным или временным. Временное возникает под влиянием тех или иных причин, оказывающих на водную массу непостоянное воздействие, как например ветер.
К постоянным поступательным движениям относятся стоковые течения, характерные лишь для небольших проточных озер. Этот вид движения воды можно рассматривать как частный случай речного течения при значительном увеличении ширины русла и соответственном уменьшении скорости. При относительно большом объеме озера эти течения имеют значение лишь в той части водоема, которая непосредственно прилегает к истоку устью рек. В устьевой части впадающей реки течение имеет характер инерционного постепенно затухающего движения. А вблизи истока происходит постепенное нарастание скорости струй, собирающихся в русле реки, вытекающей из озера.
Временное поступательное движение воды возникает под воздействием ветра. Это так называемые сгонные и нагонные течения, величина которых зависит от ряда различных факторов, основными из которых естественно является скорость ветра, а также величина разгона ветра, то есть длина прямолинейного участка водной поверхности, совпадающего по направлению с направлением ветра.
Можно также отметить, в противовес поступательному ветровому движению воды, возникает донное течение обратного направления, компенсирующего его. Механизм ветрового течения достаточно сложен и напрямую связан со следующим видом движения, колебательным и волновым.
Не вдаваясь в тонкости сложного математического аппарата, описывающего динамику волнового движения, рассмотрим вкратце основные причины возникновения волн. Из физики известно, что поверхность раздела двух жидкостей, двигающихся с различной скоростью, должна принять волнистое очертание, если соблюдены два условия: плотности обоих жидкостей не одинаковы и между ними в результате их относительного движения возникает трение. Кстати, это справедливо не только для жидкостей – вспомните грядовую поверхность дна реки. Все физические процессы, происходящие на границе раздела воды и воздуха, можно свести к следующему:
Над поверхностью воды – турбулентное движение воздуха по шероховатой поверхности; около каждой волны имеем повышенное давление с наветренной части волны и пониженное с подветренной.
Ниже поверхности раздела – колебательное движение частиц воды по некоторым замкнутым траекториям, которые в грубом приближении можно принять за круговые. Это колебательное движение обусловлено тем, что частица воды, поднятая выше среднего уровня, стремится занять первоначальное положение и в силу инерции опускается ниже.
Кроме колебательного движения существует горизонтальная составляющая движения частиц воды, что и обуславливает ветровое течение, о котором говорилось выше.
Частным случаем колебательного движения воды является сейша или стоячая волна, колебания которой имеют характер последовательно затухающих. Сейша возникает в результате различного атмосферного давления в разных концах водоема. Понятно, что это явление может иметь значение лишь на достаточно крупных водоемах. При этом происходит перекос водной поверхности.

Как обычно сочетание различных по происхождению движений водных масс создает нередко довольно сложную картину перемещения озерных масс воды. Так, при взаимодействии стокового течения, вызванного силой тяжести, и ветрового, причиной которого является касательная силы трения воздуха, возможны три варианта течений:

1. Градиентное – преобладающей является сила тяжести.
2. Дрейфовое – преобладает касательная силы трения ветра.
3. Смешанное.

Кроме описанных движений водной массы в водоеме существуют конвективные движения, связанные с изменением плотности воды в результате изменения каких-либо характеристик воды, в частности температуры. Эти движения имеют суточную и сезонную периодичность. В теплое время года или суток, то есть весной или днем в мелководной береговой зоне вода быстро прогревается до дна, теплые потоки поднимаются к поверхности, а из глубины на смену прогретой воде поступают холодные массы воды. Теплая вода смещается от берега, в результате происходит конвективное смешивание воды.
Осенью или ночью в береговой зоне происходит обратный процесс вследствие выхолаживания воды. Охлажденные массы опускаются на дно, вытесняя прогретые в течении лета или дня массы воды, которые занимают их место. В центральной глубоководной части озера происходят такие же процессы, с меньшей интенсивностью. Это происходит до наступления равновесного состояния.