ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.07.2024
Просмотров: 106
Скачиваний: 1
водоемом практически такой же, как и над сушей. Однако отража тельная способность воды иная; она в два раза меньше, чем шерохо ватой травянистой поверхности. Среднее альбедо озера в Центральной Якутии 10—15%, а альбедо 'Злаково-разнотравного луга 20—22%. К осени альбедо воды несколько возрастает, что связано с уменьше нием высоты солнца над горизонтом, или с изменением утла падения лучей. Из-за меньшей отражательной способности воды поглощенная радиация на водоемах Центральной Якутии (при равном поступлении солнечной радиации) оказывается на 10—12% выше, чем на лугу.
Потеря тепла эффективным излучением на озерах несколько мень ше, чем на суше (примерно на 15%). Это связано с пониженными тем
пературами воды. |
Особенно это заметно в дневные часы, когда |
разни |
|
ца в |
температуре |
поверхности вода — суша достигает 10—20°. |
В эти |
часы |
эффективное |
излучение с водной поверхности оказывается |
в два |
раза меньше излучения с поверхности суши. Чем больше размер озера,_тем больше контраст в излучении вода — суша.
В конечном итоге, радиационный баланс озера оказывается повы шенным по сравнению с сушей. Для большого озера это превышение составляет 30—50%, для малого—15—30%. Это связано как с мень шей потерей тепла па отражение, так и с меньшей потерей тепла на
излучение. Наибольшие контрасты характерны для дневных |
часов. |
||
Т е п л о в о й |
б а л а н с . |
С открытой поверхности озера происхо |
|
дит интенсивное |
испарение, |
соответствующее возможному |
испарению, |
или испаряемости при данных тепловых ресурсах местности. Как пока зывают наблюдения и расчеты, с озер в Центральной Якутии за сезон (июнь — сентябрь) испаряется от 350 до 400 мм воды. Наибольшее испарение происходит в первую, т. е. наиболее теплую половину лета. Так. в нюне —июле испаряется от ПО до 140 мм воды. В дальнейшем, с общим понижением температуры, испарение с озера постепенно уменьшается. В августе испаряется 85—95, в сентябре — 40—60 мм.
Анализ соотношений испаряемости и осадков показывает, что с озер Центральной Якутии испаряется воды в два-четыре раза больше, чем выпадает осадков. В отдельные же засушливые годы испарение с водной поверхности превышает осадки в шесть-семь раз, а в отдель ные месяцы — более чем в десять раз. Поскольку лето в Центральной Якутии часто бывает сухим и засушливым, то неудивительно, что озе ра здесь интенсивно усыхают.
Затрата тепла на испарение представляет основную расходную статью теплового баланса поверхности озера. За сезон на испарение затрачивается от 22 до 24 ккал/см2 тепла, пли 70—75% от сезонной суммы тепла радиационного баланса поверхности озера. В отдельные месяцы эти соотношения доходят до 80—85%. Осенью, когда приток тепла солнечной энергии ослабевает, затрата тепла па испарение пре восходит тепло радиационного баланса. Недостаток тепла компенси руется за счет поступления его из воды.
75
Таблица 15
Средние значения метеорологических элементов на озерах
|
|
|
1 |
VI |
VII |
VIII |
IX 1 |
Сезон |
|
|
|
Озеро |
Тіонгюлю, |
1963 |
|
|
|
Температура |
воздуха (°С) |
13,3 |
18,4. |
16,0 |
6,2 |
13.5 |
||
Абсолютная |
влажность |
(мб) |
10,4 |
11,5 |
10,4 |
7,1 |
9,8 |
|
Относительная |
влажность |
(%) |
68 |
54 |
56 |
75 |
63 |
|
Недостаток |
насыщения |
(ыб) |
4,9 |
9,8 |
8,3 |
2,5 |
6,4 |
|
Скорость ветра |
(м/сек) |
|
3,2 |
2,3 |
1,4 |
1,7 |
2.2 |
|
Температура |
поверхности |
(°С) |
14,5 |
19,9 |
18,4 |
9,0 |
15,4 |
|
|
|
Озеро Прохладное, |
1969 |
|
|
|
Температура воздуха (°С) Абсолютная влажность (мб) Относительная влажность (%) Недостаток насыщения (мб) Скорость ветра (м/сек) Температура поверхности ("С)
—
—
—
—
—
—
17,5 |
18,1 |
2,7 |
13,2 |
14,5 |
6,5 |
67 |
72 |
84 |
7,6 |
7,4 |
1,3 |
1,6 |
0,9 |
1,1 |
20,0 |
20,2 |
5,6 |
—
—
—
—
—
|
|
|
|
|
Озеро Краденое, |
1968 |
|
|
|
|
Температура |
воздуха |
(°С) |
13,7 |
16,9 |
13,0 |
4,2 |
11.9 |
|||
Абсолютная |
влажность |
(мб) |
8,2 |
11,9 |
9,6 |
6,4 |
9,0 |
|||
Относительная |
влажность |
(%) |
58 |
62 |
68 |
74 |
66 |
|||
Недостаток |
насыщения |
(мб) |
8,9 |
8,8 |
6,1 |
3,1 |
6,7 |
|||
Скорость |
ветра |
(м/сек) |
|
0,7 |
0,9 |
0,7 |
0,4 |
0,7 |
||
Температура |
поверхности |
(°С) |
17,8 |
21,1 |
10,8 |
7,1 |
15.7 |
|||
Затрата тепла на турбулентный теплообмен с атмосферой состав |
||||||||||
ляет с озер |
Центральной |
Якутии |
в летние |
месяцы от 2 до 3 |
ккал/см2 , |
|||||
а осенью — от 0,5 до 1 ккал. Это — вторая |
расходная |
статья |
теплового |
баланса озера. Она соответствует 20—30% величины расходной части теплового баланса озера.
Следующей по значению статьей теплового баланса озера в Цент ральной Якутии является тепло, идущее на прогревание самого водое ма. Распределение этого тепла неравномерно в течение сезона. Наи
большее количество тепла на прогревание водоема |
(1,5—2 ккал/см2 мес, |
или около 15% от расходной части теплового |
баланса поверхности |
озера) идет в первый месяц после схода ледового покрова. Постепен |
но значения его снижаются. В конце лета и осенью водоем сам отдает тепло к поверхности (0,5-—1,5 ккал/см2 , пли 10—45% приходной части теплового баланса озера).
Тепло, идущее на прогревание водоема, расходуется на изменение
76
температуры в водной толще и на изменение температуры в подозер ных грунтах. В первой половине лета как вода, так и грунты интенсив но прогреваются. Во второй половине лета тепловой режим в водной толще более пли менее стабилей, а грунты продолжают прогреваться. Осенью как водные толщи, так н подозерные грунты начинают выхо лаживаться.
|
Интенсивность прогревания подозерных грунтов зависит от разме |
||||||||||
ров |
(глубины) |
озера. Чем больше озеро, тем больше тепла |
идет |
на |
|||||||
изменение теплосодержания |
водной толщи и меньше на изменение |
теп |
|||||||||
лосодержания |
подозерных |
грунтов. Так, под мелкими |
озерами |
в Цент |
|||||||
ральной Якутии |
глубиною |
35 см в подозерные грунты |
летом поступает |
||||||||
от |
1 до 1.5 ккал/см2 в месяц |
тепла. Под большими |
же озерами |
глуби |
|||||||
ною в 1,3 м поступает всего |
лишь 0,5—0,7 ккал/см2 |
тепла в месяц, или |
|||||||||
в два-три раза |
меньше, чем под малыми |
озерами. |
|
|
|
|
|||||
|
М е т е о р о л о г и ч е с к и й |
р е ж и м . |
В среднем |
суточном |
выводе |
||||||
температура |
воздуха над озерами на высоте 2 м |
мало отличается |
от |
||||||||
температуры |
воздуха над соседними участками суши. Эго свидетель |
||||||||||
ствует о быстром выравнивании |
метеорологического |
режима |
над не |
большими озерами с окрестными пространствами. Микроклиматичес
кая |
разность температуры |
озеро — суша |
может быть как положитель |
||
ной, так и отрицательной |
в зависимости |
от условий |
и |
метеорологичес |
|
кой |
обстановки. Так, средняя суточная |
температура |
воздуха над озе |
||
ром |
большого размера (Тюпгюлю) почти всегда ниже, чем над сушей |
||||
иа этой же высоте примерно на 0,3°. Над остальными |
озерами темпе |
||||
ратура воздуха большей частью выше, |
чем над сѵшей |
в среднем на |
|||
0,1—0.6°. |
|
|
|
|
Наиболее четко микроклиматические различия проявляются для большого озера. Так, в дневные часы температура воздуха над озером постоянно ниже, чем над сушей: в первую половину лета — на 1 — 1,5°, во второй половине лета — на 0,7—1°, к осени, т. е. когда суша начинает остывать, а вода достаточно прогревается, разность темпера тур уменьшается до 0,5—0,7°. В ночные и особенно в утренние часы температура воздуха над водой выше (на 0,3—0,7°), чем над сушей, которая в ночные и предутренние часы теряет больше тепла.
Над малым озером суточные контрасты меньше, но и здесь в днев ные часы .температура воздуха над водой на 0,5—0,7° ниже, чем над сушей, а в ночные часы — на 0,5—1,5° выше.
Абсолютная влажность воздуха на высоте 2 м в суточном выводе над большим озером в первую половину лета больше, чем над сушей примерно на 1—1,5 мб, к концу лета — на 0,2—0,5 мб. В дневные часы разница доходит до 1—2 мб, в ночные часы — до 0,5 мб. Это соответ ствует общему повышению влагосодержаиия над водой. Над озером среднего размера средняя суточная влажность в основном также боль ше, чем иа суше примерно на 0,8 мб. В дневные часы эта разность воз растает до 1 —1,5 мб.
Значения относительной влажности над озером составляют в сред нем от 50 до 80%, с тенденцией понижения ее в разгар лета и повы шением к осени. Сезонный ход относительной влажности обратен се зонному ходу абсолютной влажности.
Как и по другим метеорологическим элементам, наиболее четкие
сезонные различия между относительной влажностью |
над озером и |
сушей проявляются для больших озер. В начале лета |
относительная |
влажность над Тюнгюлю на высоте 2 м была, выше по сравнению с су
шей на 10—15%, в середине лета — примерно на 5%, а |
к осени, >с на |
чалом дождей, выровнялась. Над озером Прохладным |
относительная |
влажность повышена на 1—3%. |
|
Скорость ветра над озером зависит в сильной степени от местопо ложения. Так, на относительно открытых озерах Тюнгюлю и Прохлад ное скорости ветра повышены, а на озере Краденом, находящемся в котловине с .залесенными бортами, скорости ветра примерно па 0,5м/сек меньше, чем на этих двух упомянутых озерах.
В температуре поверхности воды проявляются наиболее резкие различия между озером и сушей. Температура поверхности в озере из меняется от 14—18° в начале сезона, 20—24° в середине лета и до 5—7°
зконце сезона.
Наиболее четкие сезонные закономерности прослеживаются для большого озера. Так, в начале и в середине сезона средняя суточная температура на оз. Тюнгюлю на 2—6° ниже температуры поверхности суши. К концу лета и осенью, по мере остывания суши и прогревания водоема, средние суточные температуры на поверхности воды стано вятся на 1—4° выше, чем на суше. В дневные часы температура на по верхности озера всегда ниже, чем на лугу: в начале и середине сезона
на 15—20°, в конце лета на |
10—15°, осенью — на 5—10°. |
В |
ночные ча |
сы температура поверхности |
воды на 10—13° выше, чем |
па |
лугу. |
Для озер среднего и малого размера разница температуры поверх ности воды и суши меньше, чем на большом озере.
В распределении температуры в водной толще наблюдается гомотермня, т. е. выравнивание температуры по глубине. Прогревание вод ных толщ идет до августа, далее идет постепенное охлаждение их (рис. 28). Значения температуры воды в мелком озере выше, чем в глубоком.
Температура подозерных грунтов в самом верхнем слое еще отра жает температурный режим водных масс. Суточные колебания темпе ратуры прослеживаются в верхних десятках см. Глубже суточные ко лебания ослабевают и на глубине 3 м температура подозерных грун тов более или менее одинакова. Прогревание подозерных грунтов в
верхнем |
слое идет до начала |
августа, |
на глубине 1 м — до середины |
августа. |
Далее — начинается |
процесс |
выхолаживания. |
Как уже упоминалось, в октябре озера в Центральной Якутии уже замерзают. В холодное время года радиационный и метеорологичес-
78
|
1969 г |
июль |
абгуст |
Р M с. 28. Распределение |
температуры в озере п подозерных |
грунтах |
в °С. оз. Краденое. |
кии режим над небольшим озером, покрытым льдом и снегом, прак тически не отличается от такового над окрестными участками. Однако тепловой режим в самом озере, естественно, иной. Ледяной покров за щищает водоем или подозерные грунты (малые озера промерзают до дна) от выхолаживания. В результате под озерами формируется отно сительно высокотемпературный участок. На фоне сплошного распро странения многолетнемерзлых горных пород в Центральной Якутии в озерных котловинах развиваются глубокие талики, тем большие, чем больше само озеро.
Подробнее о микроклимате озер Центральной Якутии см. в рабо тах автора с соавторами (Гаврнлова, 19696, 1973; Гаврилова, Попов. 1973; Гаврнлова, Степанов, 1973), а также в статьях Ф. Э. Арэ (1969, 1973а, 19736).
79