ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 217
Скачиваний: 0
к центральной части озера. Примером стоковых течений, постоянно наблюдаемых в больших озерах, могут быть течения в Петрозавод ской губе Онежского озера, возникающие под влиянием притока воды р. Шуи; течения в Аральском море вследствие поступления вод Амударьи и Сырдарьи; течения в заливах и губах Ладожского озера, вызванные притоком рек Волхова, Свири, Сяси, Вуоксы и др. Скорости стоковых течений меняются вместе с колебаниями расхо
дов притоков. |
отличаются большим непостоян |
|||
В е т р о в ы е течения в озерах |
||||
ством. Это является следствием |
изменчивости ветрового |
режима |
||
над озером |
(направления и скорости ветра) |
и влияния на возник |
||
шее течение |
индивидуальных особенностей |
самого озера |
(разме |
|
ров, рельефа дна, изрезанности береговой линии). По скорости вет ровые озерные течения уступают морским; обычно их скорости из меряются сантиметрами или дециметрами в секунду. В результате этих особенностей теоретические положения, разработанные для оценки течений мелководных морей, могут быть использованы для озер лишь с большими допущениями.1
Для некоторых озер эмпирическим путем установлены локаль ные связи между скоростью течения и скоростью устойчивого ветра, не меняющего направление в течение некоторого времени. Эти связи могут быть локальными даже для одного озера.
Как известно (см. § 73), с глубиной скорости течения уменьша ются и направление его меняется. На некоторой глубине течение может иметь направление, противоположное поверхностному. Смена направления течения на обратное не всегда является резуль татом влияния геострофического эффекта. В ограниченных по раз мерам водоемах чаще это является результатом формирования компенсационного течения. Вблизи берегов ветровые течения вызы вают сгонные или нагонные явления. Возникает добавочный уклон водной поверхности, направленный против ветра. В результате под влиянием действия силы тяжести развивается глубинное градиент ное противотечение (компенсационное течение), способствующее сохранению равновесия воды в озере. Таким образом образуется смешанное течение.
П л о т н о с т н ы е т е ч е н и я возможны только в больших озе рах с четко выраженной горизонтальной температурной неоднород ностью. В этих условиях возникают горизонтальные градиенты плотности, являющиеся причиной перемещения воды, т. е. причиной появления плотностной циркуляции. Течения эти в озерах недоста точно изучены. С помощью динамического метода исследования (см. § 73) плотностные течения в СССР изучались в озерах Байкал, Онежском, Ладожском. В период наибольшей температурной неод нородности (с мая по сентябрь) в Ладожском озере обнаружена циклональная циркуляция, охватывающая почти все озеро, за ис ключением южной мелководной части, где температура на аквато
1 См. А. В. К а р а у ш е в . Речная гидравлика. Л., Гидрометеоиздат, 1969, гл. XV.
рии меняется мало. Максимальные поверхностные скорости этого течения порядка 25—30 см/с. С глубиной скорость уменьшается, и на глубине 50 м течение практически отсутствует.
Плотностная вертикальная циркуляция, или вертикальная кон векция, обусловленная различием плотности по глубине, свойст венна всем озерам (см. гл. 41).
Вблизи берегов выделяются вдольбереговые волноприбойные течения. Они возникают под влиянием энергии, освобождающейся при разрушении волн, подходящих под острым углом к береговой линии. Наблюдаемые скорости этих течений велики, превышают 1,0—1,5 м/с.
В результате наложения одного вида течения на другое в озере создается сложная система движения воды не только на поверхно сти водоема, но и в его глубинах. Течения в озерах, так же как и
вморях, возникающие под влиянием какой-либо основной причины,
впоследующем подвергаются действию других факторов и видо
изменяются. Так, речные воды, поступающие в озеро, даже в про точных озерах никогда не следуют по кратчайшему пути от устья одной реки к истоку другой. Перемешиваясь с водами озера, они участвуют в вертикальной циркуляции и подвергаются действию ветра. Ветровые течения у берегов создают нагоны и как следст вие изменения градиента гидростатического давления — ко м п ен - с а ц и о н н ы е течения.
Течения находятся под постоянным воздействием силы Корио лиса и силы трения, внутреннего и о дно. В мелких озерах действие силы Кориолиса гасится силами трения о дно. Так, например, в мел ководной западной части оз. Балхаш постоянное круговое течение, вызванное водами р. Или, направлено не против движения часовой стрелки, а по часовой стрелке. В Аральском озере известно кольце вое течение, идущее от устья Амударьи вдоль западного берега на север, далее на восток и юг, совершающее, таким образом, антициклональное движение. К нему присоединяются воды Сырдарьи. При чиной поворота пресных вод Амударьи на запад в процессе их рас текания по поверхности моря, по-видимому, являются ветры в рай оне дельты Амударьи, имеющие в основном северо-восточное направление.
Размеры озера, форма котловины, изрезанность береговой линии деформируют первоначально созданное той или иной причиной или совокупностью причин течение. В результате формируются течения, индивидуальные для каждого озера.
Г Л А В А 41. ТЕРМИЧЕСКИЙ И ЛЕДОВЫЙ РЕЖИМ ОЗЕР
§ 184. Тепловой баланс озера
Основными составляющими теплового баланса озера, так же как моря и реки, являются: радиационный баланс, теплообмен с ат мосферой и теплообмен с дном водоема. Дополнительные
составляющие баланса (тепловой сток рек, тепло, выделяемое при ледообразовании и затрачиваемое при таянии льда, тепло, выде ляемое и расходуемое при биологических и биохимических процес сах, и т. д.) по удельному весу малы и ими часто можно пренебречь. Таким образом, уравнение теплового баланса озера за некоторый промежуток времени может быть представлено в виде (см. § 29)
Удельный вес основных элементов теплового баланса водоема также неодинаков. Значения каждого из них меняются во времени и различны как для озер, расположенных в различных географиче ских зонах, так и для озер одной зоны, но разных по размерам.
В замерзающих озерах в теплое полугодие тепло поступает че
рез открытую водную |
поверхность. |
Основным |
источником |
тепла |
|||||||||||
|
ткалЦм сут) |
|
|
|
в этом |
случае является |
погло |
||||||||
|
|
|
|
щенная |
прямая |
и |
рассеянная |
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
солнечная |
радиация. |
Она |
со |
||||||
|
|
|
|
|
|
ставляет |
в |
|
теплое |
полугодие |
|||||
|
|
|
|
|
|
90—98% |
приходной части |
теп |
|||||||
|
|
|
|
|
|
лового |
баланса. Тепло, |
посту |
|||||||
|
|
|
|
|
|
пающее в водоем при непо |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
средственном |
теплообмене с |
||||||||
|
|
|
|
|
|
атмосферой, |
невелико |
и дости |
|||||||
|
|
|
|
|
|
гает 8—10% лишь в весенние |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
месяцы, |
когда |
температура |
|||||||
Рис. 127. |
Изменение |
теплообмена |
воды |
ниже |
|
температуры |
воз |
||||||||
духа. Конденсация |
в водоемах |
||||||||||||||
с |
дном |
водоема |
в |
течение |
года |
редко преобладает над испаре |
|||||||||
в |
Иваньковском |
водохранилище |
(по |
||||||||||||
|
К- И. Росинскому). |
|
нием, в связи с этим роль теп |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
ла, выделяемого |
при |
конден |
|||||||
сации, мала. В отдельные месяцы в таких больших озерах, как Байкал, Ладожское, этот поток тепла оценивается долями про цента.
Основными потерями тепла в относительно неглубоких, хорошо прогреваемых водоемах являются потери на испарение. По расче там ГГИ, в малых озерах северо-западных и центральных районов европейской части СССР они составляют 45—60%, в озерах южных и юго-восточных районов 60—75% поглощенной водой суммарной солнечной радиации. Потери тепла на излучение изменяются в пре делах 25—35%. В процессе турбулентности теплообмена с атмосфе рой водоемы расходуют от 2 до 18% поступившего от Солнца тепла. Малые потери тепла на турбулентный теплообмен свойственны озе рам южных районов из-за малых различий между температурами поверхности воды и воздуха, особенно летом.
В больших озерах, аккумулирующих большие запасы тепла, структура теплового баланса отличается своими особенностями. Ха рактерным в этом отношении является оз. Байкал. Так, в период,
