Войти
Озера разделены на три отдельных участка:. Ⅰ. Эпилимнион. Ⅱ. Металлимнион. Ⅲ. Гиполимнион. Шкалы используются для привязки каждого раздела стратификации к их соответствующим глубинам и температурам. Стрелка используется, чтобы показать движение ветра над поверхностью воды, которое инициирует круговорот в эпилимнионе и гиполимнионе. Стратификация озера - это тенденция озер образовывать отдельные и отчетливые термические слои в теплую погоду. Обычно стратифицированные озера имеют три отдельных слоя: Эпилимнион, содержащий верхний теплый слой, термоклин (или Металлимнион ): средний слой, глубина которого может изменяться на всем протяжении день, и более холодный Гиполимнион простирается до дна озера.
Термическая стратификация озер относится к изменение температуры на разных глубинах в озере, и связано с изменением плотности воды с температурой. Холодная вода более плотная, чем теплая, и эпилимнион обычно не такой плотный, как вода в гиполимнионе. Однако температура максимальной плотности для пресной воды составляет 4 ° C. В регионах с умеренным климатом, где вода в озере нагревается и охлаждается в зависимости от времени года, имеет место циклический цикл опрокидывания, который повторяется из года в год по мере того, как холодная плотная вода в верхней части озера опускается. Например, в димиктических озерах вода в озере переливается весной и осенью. В более глубоких водах этот процесс происходит медленнее, и в результате может образоваться термальная полоса . Если расслоение воды продолжается в течение длительного времени, озеро меромикто.
В мелководных озерах расслоение на эпилимнион, металимнион и гиполимнион часто не происходит, поскольку ветер или похолодание вызывают регулярное перемешивание в течение года. Эти озера получили название полимиктовых. Не существует фиксированной глубины, разделяющей полимиктические и стратифицирующие озера, поскольку помимо глубины на нее также влияют мутность, площадь поверхности озера и климат.
Режим перемешивания в озере (например, полимиктический, димиктический, меромиктический) описывает годовые модели стратификации озера, которые происходят в течение большей части лет. Однако краткосрочные события также могут повлиять на стратификацию озера. Волны жары могут вызывать периоды стратификации в смешанных мелководных озерах, в то время как смешанные явления, такие как штормы или большой сток реки, могут нарушить стратификацию.
Накопление растворенного углекислого газа в трех меромиктические озера в Африке (озеро Ниос и озеро Монун в Камеруне и озеро Киву в Руанде ) потенциально опасен, потому что, если в одном из этих озер выльется лимническое извержение, очень большое количество углекислого газа может быстро покинуть озеро и вытеснить кислород, необходимый для жизни. людьми и животными в окрестностях.
В умеренных широтах многие озера, стратифицированные в летние месяцы, де стратифицируются в более прохладную ветреную погоду, причем перемешивание поверхности под действием ветра является значительной движущей силой в этом процессе. Это часто называют «осенним оборотом». При смешивании гиполимниума со смешанным водоемом озера происходит рециркуляция питательных веществ, в частности соединений фосфора, которые попадают в гиполимнион в теплую погоду. Это также создает риск провала кислорода, поскольку давно установившийся гиполимнион может быть бескислородным или иметь очень низкий уровень кислорода
. Режимы перемешивания в озере могут изменяться в ответ на повышение температуры воздуха. Некоторые димиктические озера могут превратиться в мономиктические озера, в то время как некоторые мономиктические озера могут стать меромиктическими в результате повышения температуры.
Многие типы оборудования для аэрации использовались для термической дестратификации озер, особенно озер, подверженных низким кислород или нежелательное цветение водорослей. Фактически, менеджеры по природным ресурсам и окружающей среде часто сталкиваются с проблемами, вызванными термической стратификацией озер и прудов. Отмирание рыбы напрямую связано с температурными градиентами, застоем и ледяным покровом. Чрезмерный рост планктона может ограничить рекреационное использование озер и коммерческое использование озерной воды. Сильная термальная стратификация в озере также может отрицательно сказаться на качестве питьевой воды. Для менеджеров рыболовства на пространственное распределение рыбы в озере часто негативно влияет термическая стратификация, а в некоторых случаях это может косвенно вызывать массовую гибель рыбы, важной для рекреации. Одним из часто используемых инструментов для снижения серьезности этих проблем управления озерами является устранение или уменьшение термической стратификации посредством аэрации. Аэрация имела определенный успех, хотя редко оказывалась панацеей.
В каждом озере есть определенный режим перемешивания, который зависит от морфометрии озера и условий окружающей среды. Однако было показано, что антропогенное влияние в виде изменения землепользования, потепления и изменения погодных условий влияет на время и интенсивность стратификации озер по всему миру. Эти изменения могут еще больше изменить состав сообществ рыб, зоопланктона и фитопланктона, а также создать градиенты, которые изменяют доступность растворенного кислорода и питательных веществ.
Существует ряд способов, которыми изменение в землепользовании человека влияет на стратификацию озера и, следовательно, на состояние воды. Расширение городов привело к строительству дорог и домов в непосредственной близости от ранее изолированных озер, что в конечном итоге привело к увеличению стока и загрязнению. Добавление твердых частиц в озерные тела может снизить прозрачность воды, что приведет к более сильной термической стратификации и общему снижению средней температуры водяного столба, что в конечном итоге может повлиять на образование ледяного покрова. На качество воды также может влиять сток соли с дорог и тротуаров, который часто создает слой солей донной воды, который препятствует вертикальному перемешиванию поверхностных вод. Кроме того, солевой слой может препятствовать попаданию растворенного кислорода в донные отложения, уменьшая рециркуляцию фосфора и влияя на микробные сообщества.
В глобальном масштабе повышение температуры и изменение погодных условий также могут влиять на стратификацию озер. Повышение температуры воздуха оказывает на озера такое же влияние, как и физический сдвиг в географическом положении, особенно чувствительны тропические зоны. Интенсивность и масштаб воздействия зависят от местоположения и морфометрии озера, но в некоторых случаях могут быть настолько экстремальными, что потребует реклассификации с мономиктического на димиктического (бывшее озеро Грейт-Медвежье). В глобальном масштабе стратификация озер кажется более стабильной с более глубокими и крутыми термоклинами и средней температурой озера как основным фактором, определяющим реакцию стратификации на изменение температуры. Кроме того, скорость потепления поверхности намного выше, чем скорость потепления дна, что опять же указывает на более сильную термическую стратификацию озер.
Изменения в структуре стратификации также могут изменить состав сообществ озерных экосистем. В неглубоких озерах повышение температуры может изменить сообщество диатомовых водорослей, в то время как в глубоких озерах это изменение отражается на таксонах глубокого слоя хлорофилла. Изменения в схемах смешивания и повышение доступности питательных веществ также могут повлиять на видовой состав и численность зоопланктона, в то время как снижение доступности питательных веществ может иметь пагубные последствия для бентосных сообществ и среды обитания рыб..
