Гидрология Байкала. Температурный режим озера // Галазий Г. И. «Байкал в вопросах и ответах» (1989)

Вы здесь

Версия для печатиSend by emailСохранить в PDF

Оглавление

Материал воспроизводит главу из книги академика Галазия Г. И. "Байкал в вопросах и ответах" (1989). Сквозная нумерация вопросов по книге сохранена.

231. Какова среднегодовая температура воды на поверхности озера?

Около +4.0°, но в разных районах в открытой части Байкала она различна, хотя отклонения от средних ве- личин сравнительно невелики. В мелководных районах и в заливах среднегодовая температура поверхностных вод выше, чем в открытом озере, за счет более сильного летнего прогрева. Однако даже в заливах, как и в от­крытом водоеме, температура поверхностных вод неус­тойчива и может быстро изменяться от крайне высоких значений до самых низких. Например, в районе Селенгинского мелководья в июле наивысшая температура бы­вает 22.2°С, а наименьшая 6.4°С. В открытом озере, в районе Лиственичное — Танхой, в июле наивысшая температура 16.3°С, самая низкая 4.2°С.

232. 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.

233. При какой температуре замерзает вода Байкала?

При температуре, близкой к нулю градусов Цель­сия (0°С).

234. Может ли вода в озере иметь отрицательную температуру?

В большой массе пресная вода при нормальных усло­виях не может иметь отрицательной температуры. Одна­ко в Байкале на мелководьях, так же как и в быстрых реках на перекатах, вода иногда охлаждается до отри­цательных температур — до тысячных и даже сотых долей градуса ниже нуля. В этих условиях возникает донный и внутриводный лед.

235. Какова температура воды под ледовым покровом?

Непосредственно под ледовым покровом вода Байкала близка к 0°С и обычно не превышает +0.1 +0.2°С. С глубиной температура повышается и уже на глубине двух метров от нижней кромки льда температура воды может быть около +0.5°C.

236. При какой температуре вода имеет максимальную плотность?

Плотность дистиллированной воды максимальна, при нормальном атмосферном давлении и при температуре +3,982°С. В Байкале вода слабо минерализована и по своим физическим свойствам близка к дистиллированной, поэтому принято считать, что ее максимальная плот­ность наступает при температуре +4,0°С.

237. В каком диапазоне изменяется температура воды в Байкале?

В открытом Байкале температура поверхностного слоя воды изменяется от + 14, +15°С (в августе) до 0°С (за­мерзание в декабре—январе). В прибрежных участках при нагонах температура иногда может достигать +16, + 17°С, в основном под восточным берегом. В заливах и сорах она повышается летом до +22, +23°С. Зимой все заливы замерзают обычно почти па месяц раньше, чем открытый Байкал.

238. Где в Байкале самая холодная вода?

В открытой части средней котловины, с восточной стороны острова Ольхон, в районе самых больших глубин.

239. Где наблюдаются максимальные температуры воды на поверхности Байкала?

На перемычке между южной и средней котловинами озера; в придельтовых участках крупных рек (Селенга, В. Ангара); в южной оконечности Байкала, в районе пос. Култук, а также в заливах Баргузинском, Чивыркуй-ском, Провале, Посольском соре, в южной части Малого моря (в заливе Мухор) и др. Во всех этих районах тем­пература может достигать +22, +23°С.

240. Какова суточная амплитуда температуры воды на поверхности Байкала?

Она зависит от состояния неба и атмосферы. В летнее время при штилевой погоде и пасмурном небе суточные колебания не превышают 0,5°С. При ясной солнечной погоде температура днем в самом поверхностном слое может повышаться на 1—2°С. При штормовой погоде, когда происходит интенсивное перемешивание, а также сгонах и нагонах воды, суточные колебания температу­ры могут достигать 10—12°С.

241. Где наблюдается самая большая изменчивость температуры поверхностных вод в Байкале?

По сезонам самая большая изменчивость воды там, где летом происходит самый высокий ее прогрев. Ее ам­плитуда достигает 20—22°С. Это бывает обычно в при­дельтовых участках крупных притоков, а также в зали­вах Чивыркуйском, Мухоре, Провале, Посольском со­ре и др.

242. Увеличивается или уменьшается средняя годовая температура воды в Байкале?

Изменение происходит в незначительных пределах, всего па десятые доли градуса. Однако и этого достаточ­но для того, чтобы сроки замерзания и вскрытия озера заметно изменились. Так как расчет средней годовой температуры довольно затруднителен, то о его изменении судят по срокам вскрытия и замерзания. С 1880 г. на­чалось потепление в районе Байкала, сопровождающееся ранними вскрытиями озера ото льда и поздними его за­мерзаниями, по сравнению с предшествующим периодом с 1800 по 1880 гг. Это потепление совпадает с общим потеплением климата северного полушария, в том числе и Арктики. Относительно дальнейших изменений клима­та в районе Байкала в самое последнее десятилетие мне­ния ученых разошлись. Большинство, однако, склонно считать, что потепление и иссушение будет продолжать­ся, по крайней мере, до 1990 г.

По данным службы погоды в Гамбурге, в период с 1900 по 1950 гг. в Северной Атлантике существовала тенденция к потеплению, однако с 1951 по 1963 гг. от­мечено понижение температуры поверхностных вод при­мерно на 0,3°С. Вероятно, это кратковременное похоло­дание на фойе общего векового потепления Арктики.

243. Как изменяется температура воды в Байкале с глубиной?

В летнее время вода с глубиной становится холод­нее, зимой — теплее. Наиболее значительны колебания температуры воды до глубины 10—12 м, где заметны суточные ее изменения. От 10—12 м до 200—250 м, то есть до слоя температурного скачка, температура бодрее стабильна и изменяется главным образом по сезонам. В слое температурного скачка она изменяется резко, па­дает летом и повышается зимой. Ниже термоклина тем­пература почти постоянна, с очень небольшими измене­ниями с глубиной.

244. Что такое перемешанный слой воды?

Поверхностный слой воды, который прогревается сол­нечной радиацией и перемешивается ветром и течениями с более глубокими ее горизонтами.

245. Какой должна быть температура воды по теоретической кривой зависимости температуры, максимальной плотности и давления?

На основании экспериментальных исследований уста­новлено, что максимальной плотность воды при 0°С бы­вает при давлении 800 атм. При давлении в 1 атм. мак­симальная плотность устанавливается при 3,982°С. На глубине 1620 м при давлении 163 атм.(учитывая и атмо­сферное давление над поверхностью воды) температура максимальной плотности воды должна быть около 2,92°С (в случае, если изменения имеют линейный ха­рактер и допустима линейная интерполяция). По мне­нию Г. Ю. Верещагина, изменение температуры воды с глубиной происходит по криволинейному закону. В этом случае температура наибольшей плотности воды в Байкале на 1600-метровой глубине должна быть 0,23°С. В действительности температура воды у дна значитель­но выше.

246. 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.

247. 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.

248. 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.

249. Что такое прямая и обратная стратификации?

Это расслоение толщи воды с различной температу­рой. При прямой стратификации по мере углубления тем­пература воды снижается, при обратной — с углублением в толщу воды ее температура возрастает. В различные сезоны года вертикальное распределение воды различно. Прямая стратификация воды устанавливается в Байкале с конца июня до конца сентября — начала октября; об­ратная — с конца ноября до конца мая следующего года; то есть обратная стратификация наблюдается зимой и ранней весной, а прямая — летом и осенью. Прямая и обратная стратификации воды прослеживаются до глу­бины 250—300 м от поверхности воды в озере.

250. Что такое гомотермия?

Гомотермия— это такое состояние воды в озере, при котором практически во всей ее толще (во всяком слу­чае в деятельном слое до глубины 250—300 м) уста­навливается однородная температура. В этом состоянии как бы отсутствует ее стратификация. Однако данный период характеризуется самым значительным перемеши­ванием воды и насыщением ее кислородом.

Гомотермия в Байкале наблюдается два раза: весной с конца мая — начала июня до конца июля, когда вода озера, освободившись ото льда, начинает прогреваться и достигает температуры наибольшей плотности — око­ло + 4°С; и осенью — с середины октября до середины или  конца ноября, когда происходит охлаждение и тем­пература понижается до + 4°C.

251. Что такое термический барьер (термобар)?

Термический барьер (термобар) — это линия резкого перепада температуры, разделяющая различные водные массы и слои воды различного происхождения. Инфор­мацию, необходимую для определения места нахождения барьера, получают с помощью батитермографа или термокосы. Эти приборы дают непрерывную запись распре­деления температуры: первый — на глубине, а термоко­са — в пространстве. На Байкале это можно наблюдать и визуально по изменению цвета воды — иногда «остро­ва» теплой воды от Селенги доходят до истока Ангары. Особенно хорошо это видно весной, когда температура воды в Байкале ниже температуры наибольшей плотнос­ти (ниже +4°С), а вода Селенги теплее + 4°С. Термобар тесно связан с гидравлическим барьером.

252. Что такое гидравлический барьер?

Гидравлический барьер образуется на границе разде­ла теплой воды (с температурой выше +4°) с водой, име- ющей температуру меньше температуры максимальной плотности (+4°С для пресной воды). В зоне контакта холодная вода подогревается за счет смешивания с теп­лой, а теплая охлаждается. При температуре +4°С эта вода под действием гравитационных сил опускается на глубину и, как ширмой, ограничивает пространственное растекание и смешивание разнородных водных масс. Гидравлический барьер прослеживается на контакте те­пловых вод притоков Байкала и холодных водных масс открытой части озера.

253. Что такое слой температурного скачка?

Слоем температурного скачка называют нижний гори­зонт поверхностного слоя воды, где обратная темпера­турная стратификация воды переходит в прямую. Его называют также металимнионом, или слоем мезотерми-ческого максимума. Верхний слой воды над металимнио­ном называют эпилимнионом, а нижний, расположенный под металимнионом, гиполимнионом. В Байкале слой во­ды, где выражен температурный скачок, в разные се­зоны года расположен на разной глубине: от нескольких метров от поверхности до 250—300 м. В подледный пе­риод температурный скачок расположен на глубине 50-100 м, весной — 100-150 м, летом — 150-200 м и осенью 200-260 м и глубже. В период гомотермии слой скачка находится у поверхности воды.

254. Что такое термоклин и какую роль он играет в жизни озера?

Термоклин — это слой между поверхностными гори­зонтами воды озера, то есть между эпилимнионом, и сло­ем, расположенным ниже слоя температурного скачка, то есть гиполимнионом. Термоклину принадлежит боль­шая роль в круговороте вещества и энергии в озере. При резком изменении плотности в металимнионе он служит как бы жидким дном для эпилимниона. В нем происхо­дит концентрация осаждающихся органических веществ с верхнего деятельного слоя. Поэтому здесь скапливают­ся зоопланктонные организмы, питающиеся веществами, опускающимися из верхних фотических слоев. Металимнион служит также основным источником биогенных элементов для верхних слоев воды, куда они поступают при ветровом перемешивании, а также преградой для пере­мешивания воды в гиполимнионе и обогащения его кис­лородом. Поэтому в гиполимнионе временами может воз­никать дефицит кислорода.

В Байкале, наряду с постоянным глубинным слоем скачка в нижней части деятельного слоя, на глубине 250—300 м, наблюдается сезонный термоклин. В период прямой стратификации он бывает на глубине от не­скольких метров (июль — август) до 200—250 м (ок­тябрь — ноябрь), а при обратной стратификации— на глубине 50—100 м.

Выходные данные материала:

Жанр материала: Отрывок из книги | Автор(ы): Галазий Григорий Иванович | Источник(и): Байкал в вопросах и ответах. - Иркутск, 1989 | Дата публикации оригинала (хрестоматии): 1989 | Дата последней редакции в Иркипедии: 19 мая 2016

Материал размещен в рубриках:

Тематический указатель: Статьи | Байкал в вопросах и ответах | Байкал | Библиотека по теме "Байкал"