Гидрология Байкала. Распределение температуры воды по глубине

Вы здесь

Версия для печатиSend by emailСохранить в PDF

Проникновение тепла вглубь в основном происходит за счет течений. Они вызывают циркуляции, охватывающие слои воды до нескольких сот метров, что приводит к интенсивному смешиванию водных масс. Кроме того, важную роль в вертикальном перераспределении тепла играют плотностные перемешивания, возрастающие при установлении в поверхностном слое температуры наибольшей плотности (4 °С).

В Байкале, как и во многих озерных водоемах умеренного пояса, в годовом цикле распределения температуры с глубиной выделяется четыре периода: весеннего и летнего нагревания, осеннего и зимнего охлаждения. Однако благодаря громадной водной массе Байкала, медленно нагревающейся и охлаждающейся, сроки наступления различных стратификаций температур запаздывают в среднем на два месяца по сравнению с озерами, расположенными в аналогичных физико-географических условиях.

Период весеннего нагревания начинается в марте еще при ледоставе за счет прогрева поверхностного слоя воды, благодаря проникающей под лед солнечной радиации и частично от более теплых глубинных вод. Столь раннее прогревание особенно характерно для участков льда, лишенных снежного покрова. Процесс весеннего нагревания продолжается и после вскрытия Байкала. Когда температура поверхностного слоя приближается к 4 °С, нарушается вертикальная устойчивость вод. Наиболее плотная и более теплая вода начинает опускаться, а менее плотная и менее теплая – поднимается к поверхности. Возникшее интенсивное вертикальное конвективное перемешивание приводит к выравниванию температуры по глубине и наступает весенняя гомотермия, охватывающая весь деятельный слой 200–300 м. Гомогенное распределение температур по данным наблюдений на рейдовых вертикалях приурочено обычно к июню. Величины температур в это время находятся в пределах 3–4 °С (рис. 3.8).

Рис. 3.8. Распределение температуры воды с глубиной в различные сезоны года: 1 – обратная стратификация, 2 – весенняя гомотермия, 3 – прямая стратификация,4 – осенняя гомотермия (Верболов и др., 1965)

В период летнего прогрева в Байкале устанавливается прямая температурная стратиграфия: наиболее высокую температуру приобретает поверхностный слой воды – эпилимнион. Ниже этого слоя на глубинах от 5–10 до 150–200 м располагается так называемый слой температурного скачка – металимнион. Основная же толща озерных вод – гиполимнион имеет относительно низкую температуру (3,5–4,0 °С).

Период осеннего охлаждения характеризуется установлением гомотермии с температурой около 4 °С в 200–300-метровом слое.

Лишь в ноябре, как и при весенней гомотермии, создаются благоприятные условия для вертикального конвективного перемешивания путем опускания на глубину более плотных поверхностных вод. Зимой наблюдается обратная стратификация температур.

После образования ледяного покрова в поверхностном слое воды (0–5, 0–10 м) устанавливается наиболее низкая температура (от 0,2 до 0,5 °С). Вглубь до 150–300 м температура возрастает, достигая 3,5–3,8 °С, а затем у дна понижается до 3,2–3,4 °С1. Следует отметить, что на вертикальное распределение температуры воды в глубинных слоях оказывает влияние эффект уменьшения температуры наибольшей плотности воды с возрастанием давления. Так, например, на глубинах 1000 и 1500 м температуры наибольшей плотности, соответственно, будут равны 3,30 и 2,94 °С.

Анализ температурного режима Байкала позволяет выделить следующие основные закономерности:

  • различие в ходе среднемесячных температур в прибрежных и открытых частях озера;
  • наличие в водной части Байкала верхнего деятельного слоя, мощностью до 250 м, где отмечается изменчивость температур в течение года;
  • отсутствие колебаний температур в глубинном слое, где они всегда ниже температуры наибольшей плотности (4 ºС).

Источник: Байкаловедение : учеб. пособие / Н. С. Беркин, А. А. Макаров, О. Т. Русинек. – Иркутск : Изд-во Ирк. гос. ун-та, 2009.

Какова температура воды у дна Байкала?

В разных котловинах озера она не одинакова, так как глубины их различны. В районе самых больших глубин температура воды у дна несколько меньше — 3.2°С. Примерно такая же температура на дне океана.

Какова температура воды у дна наибольших глубин Байкала?

Теоретически вода у дна на самой большой глубине должна находиться в состоянии наибольшей плотности для данных условий и иметь температуру +2,92оC. Фактически лее измеренная температура воды у дна оказалась выше на 0,28—0,38° и равна +3.2, + 3.3°C.

Влияет ли глубинное тепло Земли на температуру воды в Байкале?

В придонных слоях в Байкале температура воды, как уже было сказано, около 3,2°С. Повышение ее на 0,28°С относят за счет подогрева глубинным теплом Земли. В океанах такой подогрев может иметь место во впадинах глубиной более 3500 м, температура воды при этом повышается не более чем на 0,5°С. Не следует забывать, что Байкал является активной тектонической зоной, где движение земной коры идет и сейчас, о чём свидетельствуют почти ежедневные землетрясения и многочисленные выходы глубинных термальных вод.

Кто первым осуществил и где проводились глубоководные исследования температуры воды?

В 1871 г. Б. И. Дыбовский и В. Годлевский измеряли температуру воды в районе Култукского залива против Шаманского мыса на глубине 90 м. В 1876 г. они повторили измерения на глубине 1320 м в южной котловине Байкала. В 1925 г. такие измерения были проведены Г. Ю. Верещагиным.

Источник: Галазий Г.И. Байкал в вопросах и ответах. – Иркутск: Восточно-Сибирское книжное издательство, 1987. – с. 167

Читайте в Иркипедии

Термины

  1. Ледовый режим
  2. Замерзание
  3. Брызговое оледенение
  4. Ледяные наплески
  5. Забереги
  6. Сало
  7. Склянка
  8. Шуга
  9. Внутриводный лед («шорох»)
  10. Донный лед
  11. Осенний ледоход
  12. Ледостав
  13. Пропарины
  14. Полыньи
  15. Торосы
  16. Становые щели
  17. Вскрытие
  18. Весенний ледоход
  19. Ледовые переправы

Другие ресурсы

  1. Гидрология и гидрохимия Байкала
  2. Водные ресурсы Байкальской природной территории 
  3. Гидрохимия Байкала // Галазий Г. И.
  4. Природное обрамление Байкала // Саркисян С.Г.
  5. Рельеф дна и глубина Байкала // Галазий Г. И. 

Литература

  1. Тарасова E.H. Современное состояние гидрохимического режима озера Байкал / E.H. Тарасова, А.И. Мещерякова; Отв. ред. Г.И. Галазий. -Новосибирск: Наука, 1992. 143 с.
  2. Течения в Байкале / Отв. Ред. А.Н. Афанасьев, В.И. Верболов. -Новосибирск: Наука, 1977. - 160 с.
  3. Формирование и динамика байкальских вод / В.И. Верболов, Т.Н. Покатилова, М.Н. Шимараев, и др. Новосибирск: Наука, 1986. - 120 с.
  4. Тарасова E.H. Современное состояние гидрохимического режима озера Байкал / E.H. Тарасова, А.И. Мещерякова; Отв. ред. Г.И. Галазий. -Новосибирск: Наука, 1992. 143 с.
  5. Течения в Байкале / Отв. Ред. А.Н. Афанасьев, В.И. Верболов. -Новосибирск: Наука, 1977. - 160 с.
  6. Мамаев О.И. К вопросу о термическом режиме озера Байкал I О.И. Мамаев II ДАН. 1987а. - Т. 292, № 6. - С. 1477-1481.
  7. Россолимо JI.JI. Температурный режим озера Байкал / Л.Л. Россолимо II Тр. / Байк. лимнол. ст. ВСФ АН СССР. 1957. - Т. XVI. - 552 с.
  8. Сокольников В.М. Течения и водообмен в Байкале I В.М. Сокольников // Тр. I Лимнол. ин-т СО АН СССР. 1964.- Т. V(XXV). - С. 5-21.
  9. Тарасова E.H. Современное состояние гидрохимического режима озера Байкал / E.H. Тарасова, А.И. Мещерякова; Отв. ред. Г.И. Галазий. -Новосибирск: Наука, 1992. 143 с.
  10. Течения в Байкале / Отв. Ред. А.Н. Афанасьев, В.И. Верболов. -Новосибирск: Наука, 1977. - 160 с.

Ссылки

Примечания

  1. Верболов В. И. Гидрометеорологический режим и тепловой баланс озера Байкал / В. И. Верболов, В. М. Сокольников, М. Н. Шимараев. – М. ;Л. : Наука, 1965. – 373 с.

Выходные данные материала:

Жанр материала: Термин (понятие) | Автор(ы): Составление Иркипедии. Авторы указаны | Источник(и): Источники указаны | Дата публикации оригинала (хрестоматии): 2014 | Дата последней редакции в Иркипедии: 27 марта 2015

Примечание: "Авторский коллектив" означает совокупность всех сотрудников и нештатных авторов Иркипедии, которые создавали статью и вносили в неё правки и дополнения по мере необходимости.

Материал размещен в рубриках:

Тематический указатель: Байкал | Физическая география и геология Байкала
Загрузка...