ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ МЕЛКОВОДНОГО ОЗЕРА ЗИМОЙ

Галина Эдуардовна Здоровеннова, Роман Эдуардович Здоровеннов, Николай Иннокентьевич Пальшин, Татьяна Владимировна Ефремова, Галина Геннадиевна Гавриленко, Сергей Рэмович Богданов, Аркадий Юрьевич Тержевик, Galina Zdorovennova, Roman Zdorovennov, Nikolai Palshin, Tatyana Efremova, Galina Gavrilenko, Sergey Bogdanov, Arkady Terzhevik

Аннотация


Анализ данных полевых измерений температуры в небольшом мелководном озере Вендюрском в зимние месяцы 2014–2015 гг. с использованием высокочувствительного оборудования позволил выявить особенности теплового режима его водной толщи и придонного слоя. Оценки теплового потока, направленного из донных отложений в воду, показали резкое уменьшение его величины от 2–5 Вт∙м-2 в предледоставный период до 1–1.5 Вт∙м-2 в первые дни ледостава и затем плавное уменьшение до 0.4  Вт∙м-2 к концу зимы. На фоне сезонного повышения температуры наблюдались ее пульсации , которые  изменялись во времени и по глубине в довольно широком диапазоне, при этом участки с «фоновыми» значениями на уровне в несколько тысячных градуса чередовались с «активными» интервалами, где величина возрастала на порядок и более. В придонных слоях наиболее резкие изменения температуры приводили к усилению теплопотока от фоновых значений 0.5–1.1 Вт∙м-2 до 3–5 Вт∙м-2. «Фоновым» колебаниям температуры соответствовали вертикальные перемещения изотерм порядка 1–2 мм и вертикальные скорости порядка 10-5м·с-1, «активным» – перемещения до нескольких см и скорости на один-два порядка выше. «Активные» интервалы наблюдались на фоне усиления атмосферного воздействия на озеро (резких перепадов атмосферного давления и усилений ветра). Значительные колебания глубины залегания изотерм и характер зависимости амплитуды колебаний температуры от глубины позволяют предположить их бароклинную природу, то есть они могут быть обусловлены внутренними волнами в стратифицированном озере.


Ключевые слова


температура воды; мелководное озеро; колебания; период ледостава; теплопоток

Полный текст:

PDF

Литература


Бояринов П.М., Петров М.П. Процессы формирования термического режима глубоких пресноводных водоемов. Л.: Наука, 1991. 175 с.

Гавриленко Г.Г., Здоровеннова Г.Э., Здоровеннов Р.Э., Пальшин Н.И., Митрохов А.В., Тержевик А.Ю. Теплопоток на границе вода-донные отложения в небольшом озере //Труды КарНЦ РАН, серия Лимнология, 2015. №9, С. 3-9.

Здоровеннов Р.Э., Здоровеннова Г.Э., Пальшин Н.И., Тержевик А.Ю. Изменчивость термического и кислородного режимов мелководного озера зимой // Тр. КарНЦ РАН. 2011. 4: 57-63.

Литинская К.Д., Поляков Ю.К. Озера Вендюрской группы – Урос, Риндозеро, Вендюрское // Водные ресурсы Карелии и их использование. Петрозаводск: Карельский филиал АН СССР, 1975. С. 57–66.

Патент РФ №153787 7.07.2015.

Петров М.П., Тержевик А.Ю., Здоровеннов Р.Э., Здоровеннова Г.Э. Особенности термической структуры мелководного озера в начале зимы // Водные Ресурсы. 2006. Т. 33. № 2. С. 154-162.

Петров М.П., Тержевик А.Ю., Здоровеннов Р.Э., Здоровеннова Г.Э. Движения воды в мелководном озере, покрытом льдом // Водные Ресурсы. 2007. Т. 34. № 2. С. 131-140.

Bengtsson L., Svensson T. Thermal regime of ice-covered Swedish lakes // Nordic Hydrol. 1996. V. 27. P. 39-56.

Golosov S., Zverev I., Terzhevik A. Modelling thermal structure and heat interaction between water column and bottom sediments in ice-covered lakes // Proc. 7th Workshop on Physical Processes in Natural Waters, A. Terzhevik (Ed.). Petrozavodsk. 2003. P. 83-88.

Kirillin G., Engelhardt C., Golosov S., Hintze T. Basin-scale internal waves in the bottom boundary layer of ice-covered Lake Muggelsee, Germany // Aquat Ecol. 2009. V. 43. №3. Р. 641-651. doi:10.1007/s10452-009-9274-3

Kirillin G., Leppäranta M., Terzhevik A., Granin N., Bernhardt J., Engelhardt C., Efremova T., Golosov S., Palshin N., Sherstyankin P., Zdorovennova G., Zdorovennov R. Physics of seasonally ice-covered lakes: a review // Aquatic Sciences. 2012. 74(4). P. 659-682.

Malm J. Bottom buoyancy layer in an ice-covered lakes // Water Resources Research. 1998. V. 34. № 11. P. 2981-2993.

Malm J., Terzhevik A., Bengtsson L., Boyarinov P., Glinsky A., Palshin N., Petrov M. Temperature and Hydrodynamics in Lake Vendurskoe during Winter 1995/1996. Department of Water Resources Engineering, Institute of Technology. University of Lund, 1997. №. 3213. 203 p.

Mortimer C.H., Mackereth F.J.H. Convection and its consequences in ice-covered lakes // Int. Ver. Theor. Angew. Limnol. Verh. 1958. №13. P. 923-932.

Rizk W., Kirillin G., Leppäranta M. Basin-scale circulation and heat fluxes in ice-covered lakes // Limnol. Oceanogr. 2014. 59(2). P. 445-464.

Zdorovennova G.E. Spatial and temporal variations of the water-sediment thermal structure in shallow ice-covered Lake Vendyurskoe (Northwestern Russia) // Aquatic Ecology. 2009. V. 43. P. 629–639. DOI 10.1007/s10452-009-9277-0.

REFERENCES in ENGLISH

Boyarinov P. M., Petrov M. P. Protsessyi formirovaniya termicheskogo rezhima glubokih presnovodnyih vodoemov [Formation processes of thermal regime in deep freshwater bodies]. Leningrad: Nauka, 1991. 175 p.

Gavrilenko G. G., Zdorovennova G. E., Zdorovennov R. E., Palshin N. I., Mitrohov A. V., Terzhevik A. Yu. Teplopotok na granice voda-donnye otlozheniya v nebolshom ozere [Heat flux at the water-sediment interface in a shallow lake]. Trudy KarNC RAN [Trans. KarRC RAS]. 2015. No.9. P. 3–9.

Zdorovennov R. E., Zdorovennova G. E., Palshin N. I., Terzhevik A. Yu. Izmenchivost termicheskogo I kislorodnogo rezhimov melkovodnogo ozera zimoj [Variation of the temperature and oxygen regimes of a shallow lake in winter]. Trudy KarNC RAN [Trans. KarRC RAS ]. 2011. No. 4. P. 57–63.

Litinskaya K.D., Polyakov Yu.K. Ozera Vendyurskoj gruppy – Uros, Rindozero, Vendyurskoe [Lakes of Vendyury group – Uros, Rindozero and Vendyurskoe]. In: Vodnye resursy karelii I ih ispolzovanie [Water resources of Karelia and their use]. Petrozavodsk: Karelskij filial AN SSSR, 1975. P. 57–66.

Patent RF №153787. 7.07.2015.

Petrov M. P., Terzhevik A. Yu., Zdorovennov R. E., Zdorovennova G. E. Osobennosti termicheskoj struktury melkovodnogo ozera v nachale zimy [The thermal structure

of a shallow lake in early winter]. Vodnye resursy [Water resources]. 2006. Vol. 33, no. 2. P. 154–162.

Petrov M. P., Terzhevik A. Yu., Zdorovennov R. E., Zdorovennova G. E. Dvizheniya vody v melkovodnom ozere pokrytom ldom [Motion of water in an ice-covered shallow lake]. Vodnye resursy [Water resources ]. 2007. Vol. 34, no. 2. P. 131–140.

Bengtsson L., Svensson T. Thermal regime of ice-covered Swedish lakes. Nordic Hydrol. 1996. Vol. 27. P. 39–56.

Golosov S., Zverev I., Terzhevik A. Modelling thermal structure and heat interaction between water column and bottom sediments in ice-covered lakes. Proc. 7th Workshop on Physical Processes in Natural Waters, A. Terzhevik (ed.). Petrozavodsk. 2003. P. 83–88.

Kirillin G., Engelhardt C., Golosov S., Hintze T. Basin-scale internal waves in the bottom boundary layer of ice-covered Lake Muggelsee, Germany. Aquat. Ecol. 2009. Vol. 43, no. 3. Р. 641–651. doi: 10.1007/s10452-009-9274-3

Kirillin G., Leppäranta M., Terzhevik A., Granin N., Bernhardt J., Engelhardt C., Efremova T., Golosov S., Palshin N., Sherstyankin P., Zdorovennova G., Zdorovennov R. Physics of seasonally ice-covered lakes: a review. Aquatic Sciences. 2012. 74 (4). P. 659–682.

Malm J. Bottom buoyancy layer in an ice-covered lakes. Water Resources Research. 1998. Vol. 34, no. 11. P. 2981–2993.

Malm J., Terzhevik A., Bengtsson L., Boyarinov P., Glinsky A., Palshin N., Petrov M. Temperature and Hydrodynamics in Lake Vendurskoe during Winter 1995/1996. Department of Water Resources Engineering, Institute of Technology. University of Lund, 1997. No. 3213. 203 p.

Mortimer C. H., Mackereth F. J. H. Convection and its consequences in ice-covered lakes. Int. Ver. Theor. Angew. Limnol. Verh. 1958. No. 13. P. 923–932.

Rizk W., Kirillin G., Leppäranta M. Basin-scale circulation and heat fluxes in ice-covered lakes. Limnol. Oceanogr. 2014. 59 (2). P. 445–464.

Zdorovennova G. E. Spatial and temporal variations of the water-sediment thermal structure in shallow ice-covered Lake Vendyurskoe (Northwestern Russia). Aquatic Ecology. 2009. Vol. 43. P. 629–639. doi: 10.1007/s10452-009-9277-0




DOI: http://dx.doi.org/10.17076/lim314

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019