Войти
A Димиктическое озеро - это пресноводный массив, разница температур между поверхностным и придонным слоями которого становится незначительной дважды в год, что позволяет всем слоям озера вода для вертикальной циркуляции. Все димиктические озера также считаются голомиктическими - категорией, включающей все озера, которые смешиваются один или несколько раз в год. Зимой димиктические озера покрыты слоем льда, создавая холодный слой на поверхности, чуть более теплый слой подо льдом и еще более теплый незамерзший нижний слой, в то время как летом разделяются одни и те же температурные различия в плотности. теплые поверхностные воды (эпилимнион ), из более холодных придонных вод (гиполимнион ). Весной и осенью эта разница температур ненадолго исчезает, и водоем переворачивается и циркулирует сверху вниз. Такие озера обычны в регионах средних широт с умеренным климатом.
Типичная схема перемешивания для димиктического озера Перемешивание (переворачивание) обычно происходит весной и осенью, когда озеро «изотермическое» "(т.е. при одинаковой температуре сверху вниз). В это время вода по всему озеру составляет около 4 ° C (температура максимальной плотности), и, при отсутствии каких-либо различий в температуре или плотности, озеро легко перемешивается сверху вниз. Зимой любое дополнительное охлаждение ниже 4 ° C приводит к стратификации водного столба, поэтому димиктические озера обычно имеют обратную термическую стратификацию, когда температура воды ниже 0 ° C ниже льда, а затем температура повышается примерно до 4 ° C у основания озера.
Когда лед тает, столб воды может перемешиваться ветром. В больших озерах верхний слой воды часто бывает ниже 4 ° C, когда лед тает, так что весна характеризуется непрерывным перемешиванием за счет конвекции, вызываемой солнечными батареями, до тех пор, пока столб воды не достигнет 4 ° C. В небольших озерах период весеннего переворота может быть очень коротким, так что весенний переворот часто бывает намного короче осеннего переворота. Когда верхний слой воды нагревается выше 4 ° C, начинает развиваться термическая стратификация .
Летом потоки тепла из атмосферы в озеро нагревают поверхностные слои. В результате димиктические озера имеют сильную термическую стратификацию с теплым эпилимнионом, отделенным от холодного гиполимниона металимнионом. Внутри металимниона находится термоклин, обычно определяемый как область, где градиенты температуры превышают 1 ° C / м. Из-за стабильного градиента плотности смешивание в термоклине затруднено, что снижает вертикальный перенос растворенного кислорода. Если озеро эвтрофно и имеет высокую потребность донных отложений в кислороде, гиполимнион в димиктических озерах может стать гипоксичным во время летней стратификации, как это часто наблюдается в озере Эри.
. Во время летней стратификации большинство озер подвержены гипоксии. наблюдается внутренние волны из-за поступления энергии от ветра. Если озеро небольшое (менее 5 км в длину), то период внутренней сейши хорошо предсказывается формулами Мериана. На длительные внутренние волны в более крупных озерах могут влиять силы Кориолиса (из-за вращения Земли). Ожидается, что это произойдет, когда период внутренней сейши станет сопоставимым с локальным инерционным периодом, который составляет 16,971 час на широте 45 ° N (ссылка на утилиту Coriolis). В в больших озерах (таких как озеро Симко, Женевское озеро, озеро Мичиган или озеро Онтарио ) в наблюдаемых частотах внутренних сейш преобладают Волны Пуанкаре и волны Кельвина.
В конце лета температура воздуха падает, и поверхность озер остывает, что приводит к более глубокому перемешанному слою, пока в какой-то момент столб воды становится изотермическим и обычно с высоким содержанием растворенного кислорода. Осенью сочетание ветра и температуры охлаждающего воздуха продолжает поддерживать перемешивание водяного столба. Вода продолжает охлаждаться, пока температура не достигнет 4 ° C. Часто опрокидывание при падении может длиться 3–4 месяца.
После того, как водяной столб достигает температуры максимальной плотности 4 ° C, при любом последующем охлаждении образуется менее плотная вода из-за нелинейности уравнения состояния вода. Таким образом, ранняя зима - это период сдерживания. Когда на озере образуется лед, тепловые потоки из атмосферы в значительной степени прекращаются. Таким образом, развитие термической стратификации зимой определяется двумя периодами: Зимой I и Зимой II. В ранний зимний период зимы I основной тепловой поток происходит за счет тепла, накопленного в донных отложениях; в этот период озеро нагревается снизу, образуя глубокий слой воды с температурой 4 ° C. В конце зимы поверхностный лед начинает таять, и с увеличением продолжительности дня увеличивается количество солнечного света, проникающего через лед в верхние слои воды. Таким образом, во время Зимы II основной тепловой поток теперь идет сверху, а потепление вызывает образование нестабильного слоя, что приводит к конвекции, вызываемой солнечными лучами. Такое перемешивание верхнего слоя воды важно для сохранения планктона в суспензии
Портал озер 