Температурный режим озёр умеренного климата

Основные задачи работы

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3

ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ ОЗЁР УМЕРЕННОГО КЛИМАТА

I Практическая часть

1) На основе данных таблиц 1,2 построить графики распределения температуры по глубине по сезонам года для оз. Глубокое (Московская область) и оз. Севан (Армения), строго следуя указанному масштабу (рисунок 1,2).

2) На графиках а) указать типы стратификаций водной массы (прямая, обратная, гомотермия); б) для летнего типа выделить слои стратификации (эпилимнион, металимнион, гиполимнион).

II Теоретическая часть

1) Знать элементы приходной части теплового баланса и классификацию озёр по температурному режиму (по Ж. Форелли).

2) Уметь объяснять переходы графиков из одного вида в другой, используя знание основных физических процессов, происходящих в тот или иной сезон.

По классификации, разработанной Жаком Форели в 19 веке, озёра по температурному режиму делятся на три группы.

1. Озёра экваториального типа - для них характерна прямая температурная классификация, т.е. температура воды в озере всегда выше +4°С.

2. Озёра полярного типа - для них характерна в течение всего года обратная температурная стратификация, т.е. температура воды в озере всегда ниже +4°С.

3. Озёра умеренного типа (климата) - для них характерна смена видов стратификаций по сезонам: летом - прямая, как в озёрах экваториального типа, зимой обратная, как в озёрах полярного типа, а в межсезонье (весной и осенью) наблюдается такое явление как гомотермия. Смена стратификаций в умеренном климатическом поясе обусловлена изменением элементов приходной и расходной частей теплового баланса.

Температурный режим озёр умеренного климатического пояса обусловлен приходом тепла и распределением его в водной массе. Зима. В результате охлаждения поверхностных слоев озера, распределение температуры по вертикали характеризуется состоянием, которое называется обратной температурной стратификацией, т.е. повышением температуры с глубиной. Она сохраняется подо льдом в течение всей зимы. Минимальная температура наблюдается сразу после ледостава. Теплоотдача дна и берегов определяет повышенные температуры у дна. Во второй половине зимы теплоотдача уменьшается, разность температуры поверхности и у дна тоже уменьшается.

Весна. После вскрытия льда температура воды озера ниже +4°С (на поверхности ниже, чем у дна). При нагревании верхних слоев до температуры близкой к +4°С начинается конвекция. В результате перемешивания, которое убыстряется ветровым перемешиванием, температура выравнивается по всей толщине озера. Термическое состояние, когда температура воды одинакова во всей водной массе, называется весенней гомотермией. Обычно гомотермия устанавливается при температуре +4°С, но при сильных ветрах может существовать и при температуре + 10°С. В мелких озерах гомотермия сохраняется в течение всего безлёдного периода. Гомо - греческое слово, в переводе - равенство, однозначность, сходство.

Лето. В конце весны - начале лета по мере прогревания, разность температуры поверхностных и глубинных слоёв возрастает. Летний период характеризуется убыванием температуры с глубиной и делением водной массы на термические зоны. Распределение температуры по вертикали, когда в верхних слоях располагаются более тёплые воды, а с глубиной идёт понижение температуры, называется прямой температурной стратификацией.

Верхний слой, прогретый и хорошо перемешанный, имеет однородную температуру. Малые градиенты плотности верхнего слоя облегчают ветровое перемешивание. Эта зона называется эпилимнионом.

Между прогретым поверхностным и холодным глубинным слоями располагается тонкий (от нескольких дециметров до нескольких метров) слой раздела или слой скачка - металимнион, где наблюдается резкое понижение температуры. В период тихого и жаркого лета разность температур в слое скачка достигает 20°С и более.

Нижняя, относительно холодная зона - гиполимнион характеризуется плавным и незначительным понижением температуры с глубиной.

Эпи - мета - гиполимнионы характеризуются не только температурными особенностями, но и различием в химическом, газовом и биологическом режимах.

Осень. С началом осеннего охлаждения, возрастает плотность воды на поверхности, начинается конвективное перемешивание, слой скачка погружается, затем исчезает. Конвекция убыстряется ветро - волновым перемешиванием, что приводит к выравниванию температуры всей массы воды озера. Гомотермия устанавливается в интервале температуры близкой к +4 °С. В процессе перемешивания происходит обогащение озёр кислородом.

Элементы приходной части теплового баланса:

1) приход прямой и рассеянной солнечной радиации (летом);

2) конвективный теплообмен с атмосферой (летом);

3) отдача тепла котловиной озера (зим;

4) принос тепла реками и подземными водами;

5) биохимические реакции;

6) процессы льдообразования.

Элементы расходной части теплового баланса:

1) испарение;

2) конвективный теплообмен с атмосферой (зимой);

3) нагревание котловин озера (летом);

4) вынос тепла реками и подземными водами;

5) расход на таяние льда.

Сезонное распределение температуры по вертикали о. Глубокое (Московская обл.)

глубина,

м

тем-ра,

⁰С

глубина,

м

тем-ра,

⁰С

глубина,

м

тем-ра,

⁰С

глубина,

м

тем-ра,

⁰С

Зима (5 января)

Весна (3 мая)

Лето (29 июля)

Осень (8 октября)

4,5

22,5

1,8

4,5

22,3

2,5

4,3

2,5

2,9

4,2

10,1

3,2

3,3

6,1

3,5

6

3,8

4,8

Масштаб горизонтальный  Масштаб вертикальный

зима- 1см - 1°С

лето- 1см - 2°С                  1см-2,5м

весна - 1см - 1°С

осень - 1см - 2°С

Познавательные статьи:



Как правильно слушать собеседника

Типичные ошибки при выполнении бросков в баскетболе

Принятие христианства на Руси и его значение

Средства массовой информации США