Озера — Термический режим озер (температура воды в озере). — Гидрохимический режим озер (состав воды озера). — Гидробиологические особенности озер. — Озерные донные отложения.

Термический режим озер (температура воды в озере).

Процесс повышения и понижения температуры воды в озере следующий:

Смена температуры нижних и верхних слоев воды озера происходит не одновременно. У поверхности наблюдаются более резкие изменения температуры воды, чем на глубине. Под влиянием конвективных токов, течений и волнения температура постепенно распространяется на всю толщу воды.

Конвективное перемешивание пресной воды проходит по-разному в зависимости от того, выше или ниже 4°С температура воды в озере.

Если температура воды в озере не прогрелась выше 4°С, то вода у поверхности будет холоднее всего, постепенно согреваясь к глубине. Каждый раз поверхностная вода, нагреваясь до 4°С, будет опускаться вниз, выталкивая вверх более холодные слои воды. Это явление получило название обратной термической стратификации. Так будет продолжаться до тех пор, пока температура всей толщи воды в озере не станет равна 4°С.

С этого момента нагревающаяся поверхностная вода уже не будет опускаться вниз и вступит в силу прямая термическая стратификация. Т.е., теперь температура воды в озере будет понижаться с увеличением глубины.

Прямая стратификация характерна для летнего времени года, а обратная – для зимнего. Осенью и весной на время устанавливается постоянная температура для всей толщи воды в озере. Это состояние получило название гомотермии.

Периоды изменения температуры воды в озере:

1. Весеннего нагревания — первый период изменения температуры воды в озере – начинается с момента, когда вода озера начинает получать солнечное тепло напрямую, т.е. когда с ледового покрова стаивает снег. Заканчивается период весеннего нагревания, когда температура всей толщи воды озера достигает 4°С и устанавливается весенняя гомотермия.
2. Летнего нагревания — второй период изменения температуры воды в озере – начинается как только температура верхних слоев воды в озере становится выше 4°С и период гомотермии заканчивается. С этого момента перемешивание слоев воды осуществляется только с помощью ветра. Но, чем сильнее повышается температура верхних слоев воды в озере, тем затруднительнее становится перемешивание, вследствие слишком большой разницы в плотностях глубинных и поверхностных слоев воды. В итоге в глубоких озерах устанавливается три слоя, сильно различающихся между собой плотностью воды и температурой воды: эпилимнион, металимнион и гиполимнион. Металимнион – это небольшой переходный слой от теплого поверхностного к холодному придонному, характеризуется резким скачком температуры воды в озере, доходящим до 10-12°С на 1 метр.
3. Осеннего охлаждения — третий период изменения температуры воды в озере – начинается с момента, когда вода начинает отдавать тепло в атмосферу и температура воды в озере начинает постепенно понижаться. Заканчивается периодом осенней гомотермии, характеризующимся усиленными процессами конвекции и ветровой циркуляции воды во всей толще озера. В очень глубоких озерах, однако, это характерно только для глубин не превышающих 300 метров. В мелководных озерах перемешивание воды происходит очень быстро и для установления гомотермии достаточно нескольких суток, в глубоководных же этот процесс долгосрочен – порой для достижения гомотермии необходимо несколько месяцев.
4. Зимнего охлаждения — четвертый период изменения температуры воды в озере – начинается с момента достижения осенней гомотермии. В этот период расход тепла (отдача в атмосферу) больше, чем приход. Температура поверхностных слоев воды все более понижается и формируется обратная термическая стратификация. При достижении 0°С вода начинает замерзать, возникает ледяной покров. Однако потеря тепла воды на этом не заканчивается, она продолжается через ледяной и снежный покров. У самой кромки льда температура воды приближается к 0°С, у дна – к 4°С.

Гидрохимический режим озер (состав воды озера).

На формирование химического состава воды озера влияют:

• состав воды впадающих рек;
• состав воды подземных вод, питающих озеро;
• биологические процессы, происходящие в озере;
• физико-географические условия;
• наличие или отсутствие стока из озера.

Бессточные озера часто превращаются в соленые, так как происходит накопление поступающих солей. Состав воды озера, имеющиго сток, отличается небольшим содержанием солей.

Наименьшая концентрация солей в составе воды озера характерна для горных озер, так как источником их питания в основном выступает талая вода. Также низким содержанием солей отличаются озера, находящиеся в верховых сфагновых болотах и питающиеся атмосферными осадками. Самым чистейшим пресным озером принято считать озеро Байкал.

Наибольшая концентрация солей в составе воды озера характерна для засушливых и полупустынных областей в связи с интенсивным испарением. Самым соленым озером мира является Мертвое море.

В результате интенсивного поступления минералов в озера могут возникнуть двуслойные (меромиктические) озера. Слои сильно различаются между собой по составу воды и плотности, поэтому не перемешиваются.

Меромиктические озера бывают:

• Эктогенные – нижний более плотный слой состоит из морской воды, проникшей в озеро;
• Креногенные – нижний слой состоит из высокоминерализованных подземных вод;
• Биогенные – более высокая плотность нижнего слоя связана с накоплением в составе воды озера продуктов разложения органических веществ.

Гидробиологические особенности озер.

Гидробиологические особенности озер зависят от следующих факторов:

• химический состав воды;
• прозрачность озера;
• размеры;
• термический режим.

Обитатели озер подразделяются на три группы:

• Планктон – взвесь мелких организмов, перемещающихся вместе с водой.
• Нектон – организмы, самостоятельно передвигающиеся в воде.
• Бентос – донные организмы.

По количеству питательности веществ, содержащихся в воде, различают:

1. Олиготрофные озера – для состава воды озера характерно малое содержание питательных веществ.

Отличительные особенности:

• большие или средние глубины,
• гиполимнион (придонный слой озера) значительного размера,
• вода прозрачна,
• цвет воды от синего до зеленого,
• содержание кислорода уменьшается с глубиной, но в придонных областях значительно увеличивается (не менее 60— 70% содержания его на поверхности).

2. Эвтрофные озера – для состава воды озера характерно большое содержание питательных веществ.

Отличительные особенности:

• небольшая глубина,
• гиполимнион небольшого размера,
• высокая температура воды,
• вода непрозрачна,
• цвет озерной воды от зеленого до бурого,
• дно устилает органический ил,
• содержание кислорода в придонных областях незначительно.

3. Дистрофные озера – для состава воды озера характерно небольшое содержание питательных веществ.

Отличительные особенности:

• располагаются в заболоченных областях,
• вода непрозрачна,
• цвет воды желтый или бурый,
• содержание кислорода незначительно.

Озерные донные отложения.

Озерные донные отложения в зависимости от природы образования бывают трех видов:

• терригенные донные отложения — поступления в озеро речных и эоловых наносов и продуктов абразии;
• хемогенные донные от­ложения — накопления продуктов химических реакций;
• био­генные донные отложения — отложения остатков отмирающих живых организмов.

Биогенные донные отложения подразделяются на:

• минеральные остатки отмерших организмов,
• органические вещества.

Компоненты озерных донных отложений, поступающие в озеро извне, называют аллохтонными, а образующиеся в самом озере — авто­хтонными.

Особо важную форму озерных донных отложений представляют сапропели — гниющий ил — представляющие собой уплотнившиеся осадки преимущественно органического происхождения.

Местом образования сапропелей являются тихие и достаточно глубокие водоемы с застойной или малопроточной водой. В проточ­ной, богатой кислородом воде образование сапропелевых отложе­ний сильно затруднено, так как здесь в результате распада отмер­ших организмов от них не остается заметных следов. В мелковод­ных озерах образованию сапропеля не благоприятствует относительно большое содержание кислорода по всей глубине во­доема; развивающаяся в этом случае богатая растительность дает образование иному виду озерных донных отложений — торфу.