По результатам численных расчетов на трехмерной гидродинамической модели изучена реакция мелководного озера на ветровую нагрузку в период открытой воды. Атмосферное воздействие на озеро задано по данным ре-анализа ERA5. Проанализированы поля течений и температуры воды для периода с мая по декабрь при чередующихся недельных интервалах штиля и действия ветра с постоянной скоростью 3 м/с (первая и третья недели месяца – западный и восточный ветер, соответственно, вторая и четвертая – штиль). Модельный расчет показал, что этап весенне-летнего нагревания озера продолжался с начала мая до середины августа, при этом водная толща озера постепенно прогревалась. Периоды обострения и ослабления стратификации чередовались на фоне усиления ветровой нагрузки и изменения температуры воздуха. С середины августа озеро охлаждалось в состоянии гомотермии. Согласно модельным расчетам, устойчивая циркуляция формируется в озере уже в первые сутки действия ветра. Во вторые и третьи сутки скорости течений увеличиваются, достигая максимума (5-15 см/с), и практически не меняются на протяжении следующих 4-7 суток действия ветра. При штиле скорости течений затухают в течение 2-3 суток. При гомотермии ветровая циркуляция охватывает всю водную толщу, скорости течений больше, чем при стратификации. В периоды стратификации под действием ветра происходит формирование поверхностного перемешанного слоя, толщина которого достигает 3-4 м к седьмым суткам ветровой нагрузки. Cкорости течений в перемешанном слое заметно больше, чем под термоклином. К концу первых суток штиля стратификация начинает восстанавливаться. Чередование периодов действия ветра и штиля на этапе весенне-летнего нагревания озера способствуют накоплению тепла в поверхностных слоях водной толщи и передаче его в гиполимнион, а затем – в донные отложения. Сопоставление модельных и наблюденных данных по температуре воды и скоростям течений в озере показывает хорошее соответствие.

бореальное озеро; период открытой воды; 3-D модель, течения; температура воды; летняя стратификация

Гавриленко Г.Г., Здоровеннова Г.Э., Здоровеннов Р.Э., Пальшин Н.И, Ефремова Т.В., Тержевик А.Ю. Пространственно-временная изменчивость потока фотосинтетически активной солнечной радиации в мелководном озере в период открытой воды // Общество. Среда. Развитие. 2015. №3, С. 186-192.

Голосов С.Д., Крейман К.Д. Теплообмен и термическая структура системы вода - донные отложения // Водные ресурсы. 1992. № 6. C.12-18

Зверев И.С., Здоровеннов Р.Э., Здоровеннова Г.Э., Богданов С.Р., Волков С.Ю., Гавриленко Г.Г., Ефремова Т. В., Пальшин Н.И., Голосов С.Д., Тержевик А.Ю. Моделирование термогидродинамических процессов в мелководном бореальном озере: верификация трехмерной модели // Труды КарНЦ РАН, серия Лимнология и океанология, 2019. №9. С. 5-17. DOI: 10.17076/lim1108

Здоровеннова Г.Э., Гавриленко Г.Г., Здоровеннов Р.Э., Mammarella I., Ojala A., Heiskanen J., Тержевик А.Ю. Эволюция температуры водной толщи бореальных озер на фоне изменений регионального климата // Известия РГО. 2017. Т. 149, Вып. 6. С. 59-74.

Здоровеннова Г.Э., Гавриленко Г.Г., Пальшин Н.И., Ефремова Т.В., Волков С.Ю., Богданов С.Р., Тержевик А.Ю., Голосов С.Д., Зверев И.С., Здоровеннов Р.Э. Течения в небольшом озере в период открытой воды //Геополитика и экогеодинамика регионов. 2019. №4. С. 277-287.

Ибраев Р.А. Математическое моделирование термогидродинамических процессов в Каспийском море. // М.: Геос, 2008. 127 с.

Тержевик А. Ю., Пальшин Н.И., Голосов С. Д., Здоровеннов Р. Э., Здоровеннова Г. Э., Митрохов А.В., Потахин М.С., Шипунова Е.А., Зверев И.С. Гидрофизические аспекты формирования кислородного режима мелководного озера, покрытого льдом // Водные ресурсы. 2010. Т. 37(5). С. 568–579.

Bernhardt J., Kirillin G., Hupfer M. Periodic convection within littoral lake sediments on the background of seiche-driven oxygen fluctuations // Limnol. Ocenogr. Fluids & Environments. 2014. 4(1). Р. 17-33. DOI 10.1215/21573689-2683238.

Climate Data Store. ERA5 hourly data on single levels from 1979 to present. https://cds.climate.copernicus.eu/cdsapp#!/dataset/reanalysis-era5-single-levels?tab=overview. Дата обращения 11.08.2020 г.

Kirillin G. Modelling the impact of global warming on water temperature and seasonal mixing regimes in small temperate lakes // Bor. Environ. Res. 2010. V. 15. P. 279-293.

Wagner C., Adrian R. Consequences of changes in thermal regime for plankton diversity and trait composition in a polymictic lake: a matter of temporal scale // Freshwater Biology. 2011. V.56. I. 10. P. 1949-1961. DOI: 10.1111/j.1365-2427.2011.02623.x

Zdorovennov R., Palshin N., Zdorovennova G., Efremova T., Terzhevik A. Interannual variability of ice and snow cover of a small shallow lake // Est. J. Earth Sci. 2013. V. 62. P. 26–32. 10.3176/earth.2013.03.