П. С. Лопух гідралогія сушы частка 2 (агульная гідралогія)




старонка11/13
Дата канвертавання14.03.2016
Памер2.05 Mb.
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   13

6.7. Лядовы і тэрмічны рэжым
Цеплавы баланс. Тэрмічны рэжым вадаёма вызначаецца прыходам і расходам цяпла, ці цеплавым балансам. Ураўненне цеплавога балансу, калі не ўлічваць некаторыя вельмі малыя значэнні змянення цяпла, якія звязаны з выпадзеннем ападкаў, біяхімічнымі працэсамі, пераходам механічнай энэргіі ў цеплавую, мае выгляд:

R LE P + Qпр – Qсц Qл ∆ Qв ∆Qл = 0,
дзе Rрадыяцыйны баланс, роўны рознасці паміж паглынутай вадой сонечнай радыяцыі (Qр) і эфектыўным выпрамленнем (Qэв), Е – страты цяпла на выпарэнне ці прыход цяпла пры кандэнсацыі вадзяных пароў на паверхню вадаёма, Lскрытая цеплата выпарэння, Р – страты цяпла ці прыход цяпла у выніку турбулентнага цеплаабмену паверхні вады з паветрам, Qпр і Qсц - цяпло, якое прыносіцца разам з прытокам рачных вод у вадаём і губляецца со сцёкам з вадаёма, Qл цяпло, якое траціцца на таянне лёдзе ці выдзяляецца пры льдоўтварэнні, Qв іQл - змяненні колькасці цяпла (цяплозапас) за разліковы перыяд у воднай масе і донных адкладах. Для разліку змянення цяпла ў воднай масе вадаёма ўраўненне прыймае выглояд:

R LE P + Qпр – Qсц LE ∆ Qцд ∆Qв = 0,

дзе Qцд – прыток цяпла ад дна.

Цеплавы баланс можна разлічыць у абсалютных значэннях (ккал, Дж), ці ў адносных адзінках (Дж/см2 акваторыі вадаёма). У прыходнай частцы цеплавога балансу вадаёмаў галоўным артыкулам з’яўляецца паглынутая вадой сонечная радыяцыя (Qр). Яна адлюстравана ва ўраўненні праз радыяцыйны баланс (R), значэнні якога ўзрастаюць з поўначы на поўдзень згодна з геаграфічнай занальнасцю. Так, напрыклад, з красавіка па кастрычнік R узрастае ад 112-117 кДж/см2 у раёне Санкт-Петербурга да 230-250 кДж – у раёнах Адэсы, Сухумі і Тбілісі. Асноўным артыкулам расходнай часткі цеплавога баланса буйных глыбокіх і мелкаводных вадаёмаў з’яўляюцца страты цяпла на выпарэнне (LE). Гэтыя страты за май- кастрычнік на Анежскім возеры (Нср = 30 м) 32 % ад паглынутай радыяцыі (Qр), на Кубенском возеры (Нср = 2,5 м) 46,7 % Qр, а у адкрытай частцы Байкала каля 30 % Qр.

Значэнне Р у цеплавым гадавым балансу большасці вадаёмаў не перавышае 10 % Qр. Цеплаабмен з дном (Qцд) мае значэнне для неглыбокіх (менш 20 м), азёр з малым вадаабменам, Qл улічваецца толькі ў перыяд лядовых утварэнняў.



Цеплазапас вадаёма можна прадставіць у выглядзе колькасці цяпла, якая ўтрымліваецца ў адзінцы аб’ёма вады (q Дж/см3) ці ва ўсёй воднай масе вадаёма ці асобнага яго участка (Q кДж). Для параўнання цеплазапасаў розных вадаёмаў апошнюю велічыню мажна аднесці да адзінкі плошчы вадаёма ( Q/f0 кДж/см2). Цеплазапас адзінкі аб’ёму вады звязаны з яе тэмпературай (t) , цеплаёмкасцю (С) і шчыльнасцю (ρ) залежнасцю:

Q = t c ρ, Д/cм3

Для прэснай вады у межах дакладнсці разлікаў можна прыняць С = 1 і ρ = 1, тады



Θ = V q = Vtср,

дзе V – аб’ём вады вадаёма, слоя, якія вызначаюцца па аб’ёмнай крывой.



Цеплавы бюджэт. Змяненне колькасці цяпла ў возеры можна вызначыць шляхам разліку цеплавога бюджэту. Звычайна вызначаецца гадавы, сязонны ці месячны цеплавы бюджэт возера. Пры награванні вадаёма яго значэнне дадатнае, пра ахалодлжванні – адмоўнае. У адпаведнасці з гэтым выдзяляюцца гідралагічныя сязоны: вясенняга награвання, летняга награвання, асенняга ахалоджвання і зімовага ахалоджвання.

Сязон вясенняга награвання – пачынвз пераходу цеплавога балансу да дадатных значэнням і заканчваюцца пераходам тэмпературы вадаёма праз тэмпературунайбольшай шчыльнасці (для прэсных вод 4о С).Пасля гэтага перыяду пачынаецца сязон леняга награвання, які заканчваецца гадавым максімумам тэмпературы і цеплазапасу. Асеннее ахалоджванне працягваецца ад гадавога тэрмічнага максімума да пераходу тэмпературы вады праз тэмпературу найбольшай шчыльнасці, які завяршаецца сезонам зімовага ахалоджвання.

Тэрмічная структура вадаёма – размеркаванне цяпла па ўсяму яго аб’ёму адрозніваецца неаднароднасцю і на працягу кожнага гідралагічнага сязону характарызуецца спалучэннем вертыкальнай ізатэрміі (аднолькавай тэмпературы) з гарызантальнай неаднароднасцю температуры ці гарызантальнай ізатэрміі з вертыкальнай неаднароднасцю. У пачатку кожнага гдралагічнага сезона характэрна для яго тэрмічная структура фарміруецца спачатку ў прыбярэжнай мелкаводнай частцы вадаёма. У той жа час структура папярэдняга сезона яшчэ захоўваецца ў глыбокаводных участках. Для зімовага перыяду тэрмічнага рэжыму прэсных азёр умеранай кліматычнай зоны з устойлівым ледзяным покрывам характэрна адваротная тэрмічная стратыфікацыя, пры якой у прыдонных слаях знаходзяцца больш цёплыя воды з тэмпературай, блізкай да тэмпературы найбольшай шчыльнасці (+4о С). Да паверхні тэмпература павышаецца да 0о. На працягу зімы адбываецца паступовая аддача цяпла з вады праз лёд у паветра, а ў сувязі з гэтым у буйных глыбокіх азёрах адбываецца ахалоджванне воднай масы і наіменшыя тэмпературы назіраюцца перад веснавым награваннем.

У мелкаводных вадаёмах са значным вадаабменам частка паступаючага з дна цяпла выносіцца выцякаючай ракой і цеплазапас донных адкладаў і воднай масы паступова бяеднее. Падлёдны максімум тэмпературы вады назіраецца адразу пасля ледаставу ці ў сярэдзіне зімы, пасля чаго тэмпература паніжаецца да пачатку веснавога падлёднага награвання. Адрозненні тэмпературы па гарызанталі на любой глыбіні знаходзяцца ў межах дакладнасці інструментальных вымярэнняў і практычна зімой у азёрах назіраюцца гарызантальная ізатэрмія пры вертыкальнай неаднароднасці воднай масы ( адваротная стратыфікацыя).

Вясной, пасля таяння снегу на лёдзе сонечная радыяцыя пачынае больш інтенсіўна пранікаць праз лёд у ваду, і вызывае падлёдный прагрэў вады. З моманту, калі сутачны цеплавы баланс вадаёма становіцца устойлівым дадатным, пачынаецца перыяд веснавога награвання вадаёма. У глыбокіх азёрах пасля ўскрыцця награвання працягваецца пры адваротнай стратыфікацыі. Пры награванніі часцінак вады паверхневага слою да тэмператур, блізкіх да 4о С, узніакае свабодная канвекцыя, якая разам з ветравым перамешваннем прыводзіць возера ў стан гоматэрміі – аднолькавай тэмпературы ад паверхні да дна на кожнай вертыкалі пры розніцы тэмператур па гарызанталі паміж вертыкалямі. Учас нагрэву пры адваротнай тэмпературнай стратыфікацыі часта назіраецца дыхатэрмія – мінімум тэмпературы на некаторай глыбіні, якая ўзнікае ў час штылю пры павышэнні тэмпературы верхняга слою і слабым ветравым перамешванні вады. Нагрэў вады пры перамешванні працягваецца да моманту дасягнення ўсёй воднай масай тэмпературы максімальнай шчыльнасці (4о С). Далей нагрэў ахоплівае толькі верхні слой вады. Узнікае рознасць тэмператур паміж верхнімі і глыбіннымі слаямі, якая залежыць ад шчыльнасці вады. Вадаём пераходзіць у стан прамой тэмпературнай стратыфікацыі (слаістасці), якая характэрызуецца ўбываннем тэмпературы вады ад паверхні да дна.

З’ява тэрмічнага бара. Пры ўстойлівым ветравым перамешванні нават пры высокіх тэмпературах, асабліва ў невялікіх вадаёмах, узнікае гоматэрмія. Нават у такім возеры, як Ільмень, яна часта ўзнікае і летам. Награванне вады мелкаводных участкаў вадаёмаў вясной адбываецца хутчэй, чым у адкрытых глыбокаводных. У сувязі з гэтым узнікаюць адрозненні ў значэннях тэмпературы па акваторыі, якія ў буйных азёрах к канцу перыяда веснавога награвання дасягае 10-20о С. У буйных глыбокіх азёрах (Ладажскае, Анежскае і інш.), у канцы перыяда воды прыбярэжных участкаў награваюцца да тэмпературы вышэй 4о С, у той час, як тэмпература вады у адкрытай застаецца яшчэ ніжэй 4о С. Такая розніца у тэмпературах па акваторыі буйных прэсных вадаёмаў прыводзіць да ўзнікнення тэрмічнага бара (тэрмабара). Гэтая з’ява ўпершыню была апмсана Ф.Фарэлем. Аднак больш дакладна было вывучана А.І.Ціхаміравым на Ладажскім і Анежскім азёрах у 1962-76 гг.

Сутнасць з’явы тэрмічнага бара заключаецца ў тым, што паміж прыбярэжнымі водамі, нагрэтымі да тэмпературы вышэй 4о С і вадой адкрытага вадаёма, якая з тэмпературай ніжэй 4о С, знаходзіцца вертыкальны ці слаба нахілены слой з тэмпературай 4о С – тэрмічны бар. Дзякуючы найбольшай шчыльнасці вады гэтага слоя, у ім некалькі паніжаны ўзровень вады і адбваецца вертыкальная цыркуляцыя. Тэрмабар падзяляе возера на прыбярэжную цеплаактыўную частку (ЦАЧ), якая працягвае награвацца, і цеплаінертную (ЦІЧ), якая яшчэ доўга захоўвае нізкія тэмпературы. У цеплаактыўнай частцы акумулююцца вада ўпадаючых рэк і схілавага сцёку, тут інтенсіўна развіваецца жыццё возера. Апрача тэрмічных адрозненняў, узнікаюць і адрозненні ў фізіка-хімічных уласцівасцей вады (празрыстасці, цветнасці, ва ўтрыманні асобных іонаў, біягенных элементаў). Узнікаюць такім чынам значныя аб’ёмы вады, якія адрозніваюцца паміж сабой фізіка-хімічнымі ўласцівасцямі, устойлівымі ў кожнай масе. Па меры награвання вады цеплаэнертнай часткі, тэрмабар паступова адступае у адкрытую частку возера і знікае пры праграванні яе да тэмпературы вышэй 4о С.

Тэрмабар ўзнікае і восенню, калі ў цэнтральнай частцы возера захоўваецца яшчэ значны цеплазапас, а прыбярэжная частка інтенсіўна ахалоджваецца. Узнікаюць адрозненні ў тэмпературах, падобныя вясенняй сітуацыі, аднак ужо з больш халоднымі водамі ў прыбярэжнай частцы. Тэрмабар паступова прасоўваецца у адкрытую частку па меры ахалоджвання вады. Тэрмабар характэрызуе гарызантальную неаднароднасць водных мас возера.

Для веснавога перыяду характэрна гарызантальная неаднароднасць размеркавання тэмпературы пры гоматэрміі на вертыкалях, а ў буйных вадаёмах – тэрмабар пры гоматэрміі ў цеплаінертнай і прамой стратыфікацыі ў цеплаактыўнай зоне. Награванне верхняга слоя вады, які працягваеецца ў летні перыяд пры прамой стратыфікацыі, прыводзіць да пасілення ўстойлівасці воднай масы. Энергіі ветру недастаткова да поўнага перамешвання воднай масы вадаёма і у ім фарміруюцца тры вертыкальныя тэрмічныя зоны.Верхняя зона – эпілімніон – адрозніваецца высокай тэмпературай, якая дзякуючы ветравому перамешванню слаба паніжаецца з глыбінёй. Для сярэдняй зоны – металімніона (тэрмакліна) – ці слоя тэмпературнага скачка характэрна рэзкае паніжэнне (скачок) тэмпературы з глыбінёй. Магутнасць металімніона невялікая ў параўнанні з двумя другімі зонамі (ад некалькіх дэцыметраў да некалькіх метраў). Розніца тэмператур на яго верхняй і ніжняй межах дасягаюць 20о С і болей, а вертыкальный тэмпературны градыент, які вызначаецца змяненнем тэмпературы са змяненнем глубіны на 1 м, дасягае 8-10о і болей на 1м. Ніжняя, адносна халодная зона – гіпалімніон, – адрозніваецца павольным і нязначным паніжэннем тэмпературы з гыбінёй.

У азёрах з слабым перамешваннем эпілімніон, металімніон і гіпілімніон адрозніваюцца адзін ад другога не толькі тэмпературай, але і з’яўляюцца слаямі вады ў якіх рэзка адрозніваецца хімічны, газавы, біялагічны рэжымы. Так, эпілімніон атрымлівае кісларод з паветра, тут складваецца спрыяльны светавы рэжым і добра развіваецца жыццё. Металімніон з’яўляецца перашкодай для пранікнення кісларода, арганічных рэчываў, гідрабіонтаў у гіпалімніон. У сувязі з гэтым у гіпалімніоне пры наяўнасці магутных адкладаў донных адкладаў багатых арганічнымі рэчывамі, адбываецца інтенсіўнае выкарыстанне кісларода і часта наступае яго дэфіцыт. У шторм і дастаткова моцным ветравым хваляванні адбываецца перамешванне значнай тоўшчы вады, слой тэмпературнага скачка прасоўваецца на глыбіню, а пры невялікіх глыбінях ён можа перайсці ў стан гоматэрміі.

Летам у штыль часта назіраецца мезатэрмія – максімум тэмпературы вады на некаторай глыбіні. Яна ўтвараецца шляхам канвекцыі пры ахалоджванні возера у начныя часы. У гэты перыяд года тэмпература вады па акваторыі выраўноўваецца і адрозніваецца ўсяго на 2-3о С, і толькі пры згонах і нагонах можа значна адрознівацца ў супрацілеглых берагоў.



Сезон асенняга ахалоджвання. Максімальным награваннем возера заканчваецца летні перыяд і пачынаецца сезон асенняга ахалоджвання. У першую фазу гэтага перыяда ахалоджванне ідзе пры прамой тэмпературнай стратыфікацыі. Цеплавы баланс становіцца адмоўным, цеплазапас і тэмпература эпілімніона паніжаецца. Адпаведна з гэтым памяншаецца розніца ў шчыльнасці вады па вертыкалі і ўстойлівасць. Частка цяпла паступае пры перамешванні ў больш глыбокія слаі, павялічваецца іх тэмпература і цеплазапас. Асенняе ахалоджванне прыводзіць у буйных азёрах да гарызантальнай тэмпературнай неаднароднасці вады. У прыбярэжных мелкаводных раёнах тэмпература вады хутка паніжаецца, устанаўліваецца гоматэрмія ў той час, як у цэнтральных глыбокіх раёнах захоўваецца больш высокая тэмпература і прамая стратыфікацыя. Слой тэмпературная скачка апускаецца на большую глыбіню, а затым вада перамешваецца да дна і наступае асенняя гоматэрмія. Пры такой неаднароднасці тэмпературы ўзнікае тэрмічны бар. У адрозненне ад вясенняга перыяду, тэмпература ў цеплактыўнай зоне ніжэй, чым у цеплаінертнай. Пасля наступлення гоматэрміі пры 4о С найбольш інтенсіўна ахалоджваецца верхні слой вады, што прыводзіць вадаём да ўстанаўлення адваротнай тэмпературнай стратыфікацыі.

Для асенняга перыяда тыпічнымі з’яўляюцца гарызантальная тэрмічная неаднароднасць, гоматэрмія і слаба выражаная прамая тэмпературная стратыфікацыя. Для буйных азёр характэрэн тэрмабар з гоматэрміей у цеплаактыўнай вобласці і прамой стратыфікацыяй у цеплаінертнай. У азёрах трапічных шырот увесь год, акрамя зімы, назіраецца прамая тэмпературная стратыфікацыя. Зімой назіраецца актыўнае перамешванне і наступае гоматэрмія. У палярных азёрах назіраецца адваротная стратыфікацыя ўвесь год акрамя лета, калі назіраецца гоматэрмія, перамешваніе, а часам і прамая стратыфікацыя.

Інтенсівнасць термічных працэсаў, працягласць і час наступлення гідралагічных сезонаў моцна вагаецца у азёрах рзных памераў нават у адной і той жа геаграфічнай зоне. Буйныя глыбокія азёры адрозніваюцца термічнай інэрцыей, награванне і ахалоджванне іх ідзе марудна, чым мелкаводных вадаёмаў. Максімальныя тэмпературы і экстэрмальныя значэнні цеплазапаса у іх назіраюцца значна пазней. Для сутачнага і гадавога хода тэмпературы вады на розных глыбінях характэрна паніжэнне з глыбінёй амплітуды ваганняў і спазненне экстэрмальных значэнняў тэмпературы. Дзякуючы тэрмічнай інэрцыі вадаёмаў, унутрыгадавы ход тэмпературы паверхні азёр спазняецца ў параўнанні з ходамтэмпературы паветра. Вясной тэмпература вады ніжэй тэмпературы паветра, летам і восенню – вышэй. Амплітуда вагання тэмпературы вады ніжэй, менш, чым паветра. Аналагічны і суадносіны ваганняў тэмператур вады і паветра на працягу сутак: ў дзень вада халадней паветра і цяплей раніцой і ноччу.

Буйныя глыбокія вадаёмы адрозніваюцца цеплавой інэрцыяй, а г.зн. награванне і ахалоджванне іх вады адбываецца марудней, чым у рэках. Тэмпература вады рэк, якія выцякаюць у перыяд вясенне- летняга награвання ніжэй, чым у безазёрных рэк у тым жа рёне, а ў час ахалоджвання – вышэй. Так, напрыклад, сярэдняя месячная тэмпература вады ў вытока Нявы з Ладажскага возера ў маі-жніўні ніжэй сярэдняй месячнай тэмпературы упадаючых а азёры рэк на 1,5-3о, а ўверасні-лістападзе на 0,6-1,7о вышэй.



Цеплавое забруджванне. Для ахалоджвання розных агрэгатаў прамысловых прадпрыемстваў і асабліва цеплавых электрастанцый (ЦЭС) патрабуецца вялікая колькасць вады. Падагрэтыя воды скідваюцца ў вадаёмы-ахаладжальнікі, у якасці якіх выкарыстоўваюцца як спецыяльныя сажалкі, азёры і вадасховішчы. Сучасныя буйныя ЦЭС і ГРЭС магутнасцю 2100-2400 МВт патрабуюць для ахалоджвання сваіх агрэгатаў 70-90 м3/с вады і скідваюць у вадаемы-ахаладжальнікі цеплавыя струмені, сувымяральныя з сярэднімі гадавымі расходамі вады такіх рэк, як ВаронеЖ, Сейм, Сена, Лукомка. Паступленне падагрэтых вод у вадаёме ўплывае на на ўмовы жыцця водных арганізмаў і прадуктыўнасць вадаёмаў. Павышэнне тэмпературы вады да 30-33о С можа прывесці да дэфіцыту кісларода ў днаі заморам рыбы.

У сувязі з уздзеяннем падагрэтых вод адбываецца цеплавое забруджванне вадаёмаў. Пад зонай цеплавога забруджвання падразумяваецца частка вадаёма, у якой перавышэнне назіраемай тэмпературы (н) над прыроднай (п) больш дапушчальнай велічыні (нормы). Абмежаванне па тэмпературы ў падаграванні вадаёмаў прыводзіцца да ўстанаўлення дапушчальнай тэмпературы: у Англіі, Францыі, Германіі да 30о С, Польшчы – да 26о. У СССР дазвалялася награваць ваду вадаёмаў летам на 3о вышэй максімальнай прыроднай велічыні тэмпературы, зімой – на 5о С.



Тэмпературныя класіфікацыі азёр. Вядучымі возеразнаўцамі сусвету (Ф.А.Фарэль, 1856, 1901; Іошымура, 1936; Хатчынсон і Лёффлер, 1956; В.Хомскіс, 1969; А.І.Ціхаміраў і інш.) былі прапанаваны тэрмічныя класіфікацыі азёр, якія улічвалі размеркаванне тэмпературы ў воднай масе і асаблівасці звязанай з тэрмікай цыркуляцыі вады.

Першая тэрмічная класіфікацыя азёр была распрацавана Ф.А.Фарэлем , якую можна назваць кліматычнай. Усе азёры сусвету ён падзяліў на тры тэрмічныя тыпы: палярныя, умераных шырот і трапічныя. Палярныя азёры адрозніваюцца на працягу ўсяго года тэмпературай ніжэй 4о С. У азёрах гэтага тэпу зімой перавагае адваротная тэмператрная стратыфікацыя, а летам – цыркуляцыі. Азёры умераных шырот характарызуюцца летнімі тэмпературамі вышэй 4о С, а зімой ніжэй 4о С, прамой стратыфікацыяй летам, адваротнай – зімой, цыркуляцыяй пры гоматэрміі вясной і восенню. Трапічныя азёры маюць тэмпературу вады вышэй 4о С на працягу ўсяго года. У азёрах перавагае прамая тэрмічная стратыфікацыя і зімовая цыркуляцыя.

Найбольш дыталёвая тэрмічная класіфікацыя азёр сусвету была распрацавана Хатчынчанам і Лёффлерам. У аснову выдзялення тыпаў азё былі пакладзены асаблівасці цыркуляцыі, звязанай з тэрмікай азёр. Па гэтаму прызнаку ўсе азёры былі падзелены на два асноўныя тыпы: галаміктычныя і мераміктычныя. Галаміктычныя адрозніваюцца поўнай цыркуляцыяй адзін ці некалькі разоў у гаду. Мераміктычныя адрозніваюцца вялікай розніцай шчыльнасці вады па вертыкалі, якая звязана з розніцай велічыні мінералізацыі. Пагэтаму цыркуляцыі ахопліваюць толькі верхні слой. Галамектычныя азёры ў сваю чаргу падзяляюцца на два падтыпы: діміктычныя і монаміктычныя. Діміктычныя азёры адрозніваюцца двумя перыядамі цыркуляцым (вясной і восенню) і устойлівай стратыфікацыяй летам і зімой. Гэты тып азёр характэрны для умеранай кліматычнай зоны. Монаміктычныя азёры характэрызуюцца адным перыядам цыркуляцыі вады ў год. У раёнах з трапічным ці умерана-цёплым кліматам распаўсюджаны цёплыя монаміктычныя азёры, якія адпавядаюць трапічным азёрам па Фарэлю, а ў палярных раёнах – халодныя монаміктычныя азёры адпавядаюць палярным азёрам. Мераміктычныя азёры азанальны і сустракаюцца ў розных раёнах сусвету.

В.Хомскіс прапанаваў тэрмагыбінную класіфікацыю азёр, якая была распрацавана для азёр Літвы. У якасці класіфікацыйнага прызнака была прынята рознасць тэмпературы прыдоннага слоя вады летам (tл) і зімой (tл): t = tл - tз, якая залежыць не толькі ад абсалютнага значэння глыбіні возера, але і ад формы яго катлавіны і звязанным з гэтым ветравым перамешваннем. Па гэтаму прызнаку азёры дзеляцца на чатыры групы: тэрмічна вельмі глыбокія (∆t 0), тэрмічна глыбокія (0,5о < ∆t < 5о), сярэднеглыбокія (5о < ∆t < 15о), мелкаводныя (∆t 20o).

А.І.Ціхаміраў распрацаваў тэрмічную класіфікацыю прэсных азёр умеранай кліматычнай зоны. У аснову класіфікацыі былі пакладзены асаблівасці гадавога цыклу тэрмічнага рэжыму у першую чаргу летняга перыяду. Згодна з класіфікацыяй азёры падзяляюцца на тры класы: эпітэрмічныя, гіпатэрмічныя і метатэрмічныя. Да эпітэрмічных азёр адносяцца неглыбокія (4-6 м) азёры, вада якіх на працягу усяго года бязледнага перыяду знаходзяцца ў стане гомотэрміі ці слаба выражанай прамой стратыфікацыі, а зімой адбываецца падлёднае награванне вады ад дна. Клас гіпатэрмных азёр уключае буйныя глыбокія азёры. Веснавое награванне і асенняе ахалоджванне ў іх працяглае і суправаджаецца тэрмабарам. Летам добра выражаны эпі-, мета- і гіпалімніон. Гіпалімніон займае большую частку аб’ёма возера. Прамежкавае палажэнне займае клас метатэрмічных азёр. Азёры гэтага класа маюць глыбіні 6-10м, у якіх летам узнікаюць усе вертыкальныя тэрмічныя зоны, але металімніон спачатку асенняга ахалоджвання апускаецца ў прыдонныя слаі.



Лядовыя з’явы. Для азёр характэрны тыяж заканамернасці ўтварэння розных форм лёду, працэсаў замярзання і ўскрыцця, што і для рэк. Аднак, для азёр яны маюць некаторыя асаблівасці, якія звязаны з большым цеплазапасам азёр, узаемадзеяннем ветру, хваляў і цячэнняў. Так, унутрыводны лёд утвараецца толькі ў слаях, якія інтенсіўна перамешваюцца. На участках, дзе перамешваецца вада да дна ўзнікае донны лёд. Тонкая ледзяная плёнка – сала – бывае на паверхнасці азёр у ціхае марознае надвор’е. Заберагі ўзнікаюць на закрытых ад ветру месцах. З паламанага ветрам і хвалямі сала і заберагаў утвараецца блінчаты лёд – акруглыя крыгі. Пры моцным ветравым хваляванні на берагах буйных азёр бываюць наплескі – зледзяненне прыбярэжных скал у час прыбою. На адмелых берагах награмаджаюцца валы з выкінутых на бераг льдзін, якія дасягаюць 1,5-2 м у вышыню. Пры далейшым выхалоджванні возера заберагі нарастаюць у бок адкрытай часткі. Да іх прымярзае сала і плаваючыя льдзіны. Возера паступова пакрываецца суцэльным ільдом.

Перыяд ахалоджвання возера () ад некаторай тэмпературы (Ті) да тэмпературы замярзання залежыць ад яго цеплазапасу прапарцыянальна памерам возера (сярэдняй глыбіні Нср) і адваротна прапарцыянальна інтенсіўнасці цеплааддачы ():



(Нср Ті)/ .

У лічніку формулы прыведзены цеплазапас стаўба вады сячэннем 1 см2. У залежнасці ад цеплазапасу азёр, інтенсіўнасці ахалоджвання вады і метэаралагічных умоў перыяд льдоўтварэння вагаецца як па розным азёрам, так і на адным возеры ў розныя гады. Малыя мелкаводныя азёры могуць замёрзнуць на працягу адных сутак. На сярэдніх і буйных мелкаводных азёрах паміж з’яўленнем на іх паверхні першых лядовых утварэнняў і ледаставам праходзіць ад 3-5 да 15-20 дзён. Цэнтральныя часткі буйных азёр доўгі час пасля замярзання прыбярэжнай зоны і заліваў (да 1-1,5 месяцы) астаются адкрытымі, а ў мяккія зімы ці пры моцных вятрах не замярзаюць зусім. На азёрах правільнай формы замярзанне ідзе паслядоўна, канцэнтрычнымі зонамі ад берагоў да цэнтру.

Азёрны лёд мае слаістую будову. На паверхні вады ляжыць водны крышталічны найбольш празрысты лёд. На яго паверхні. Пры выхадзе вады па трэшчынам, з прапітанага вадой снегу утвараецца водна-снегавы лёд (наслуз), мутна-белы з малой празрыстасцю. Пры падтайванні і наступным змярзанні снегу на ільду ўзнікае снегавы лёд. Нарастанне азёрнага лёду, так як і на рэках, залежыць ад рознасці паміж цеплавой плынню, якая паступае з вады да ніжняй паверхні лёду і цеплавой плынню праз лёд у паветра.

Ледастаў азёр падвяргаецца тэрмічным дэфармацыям, звязаным са змяненнем шчыльнасці лёду пры ваганнях тэмпературы і ваганнямі ўзроўня вады, вызваннымі дзейнасцю ветру. Пры рэзкай змене тэмпературы паветра адбываюцца разрывы ледастава – трэшчыны, якія часта ўзнікаюць у адных і тых жа участках возера. З паніжэннем узроўня вады звязана асяданне лёду на дно мелкаводдзяў і разрыў яго на іх межах. Таўшчыня лёду ва ўмераных шыротах вагаецца ад некалькіх см у раёнах з няўстойлівай і мяккай зімой да 1,5-2 м і болей ва ўмовах суровага кантынентальнага клімату.



Ускрыццё вадаёмаў адбываецца пад уздзеяннем тэрмічных фактараў – сонечнай радыяцыі, у тым ліку і пранікаючай праз лёд, адвектыўнага цяпла паветраных мас, цяпла, які паступае з талымі і дажджавымі водамі, і механічных фактараў – уздзеяннем цякучых вод і ветру.Па меры таяння снегу, праз лёд пранікае ўсё больш сонечнай радыяцыі, якая часткова награвае ваду, часткова траціцца на таянне лёду, якое адбываецца як зверху, так і знізу ільда. На ніжняй мяжы лёду тае каля 1/3 агульнай таўшчыні лёду. На малых азёрах лёд тае на месцы. На буйных азёрах пасля ўтварэння закраін ледастаў пад уздзеяннем ветру разламваецца. Назіраецца дрэйф лёду і часта награмаджэнне яго на берагі. Частка лёду выносіцца выцякаючымі з возера рэкамі.
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   13


База данных защищена авторским правом ©shkola.of.by 2016
звярнуцца да адміністрацыі

    Галоўная старонка