ПЕРЕНОС ТЕПЛА В МАЛОМ ОЗЕРЕ В ПЕРИОД ЛЕДОСТАВА

Николай Иннокентьевич Пальшин, Татьяна Владимировна Ефремова, Роман Эдуардович Здоровеннов, Галина Эдуардовна Здоровеннова, Nikolai Palshin, Tatyana Efremova, Roman Zdorovennov, Galina Zdorovennova

Аннотация


Исследована динамика теплового потока на границе вода–донные отложения и рассмотрены особенности переноса тепла в малом озере в течение периода ледостава. По данным измерений градиента температуры в придонном слое малого озера Вендюрского в зимние месяцы 1995–1999 гг. с использованием специального оборудования получены оценки теплового потока для разных периодов зимы и разных по глубине участков озера. Получены регрессионные уравнения, позволяющие оценивать величину теплопотока в зависимости от времени, глубины и придонной температуры. Анализ данных непрерывных измерений температуры в течение зимы 2007–2008 гг. в центральной части озера с высоким разрешением по пространству (2–5 см в придонных слоях и 0,5–1 м в водной толще) и времени (дискретность измерений одна минута) позволил проанализировать изменение теплосодержания столба воды в течение зимы. Предложена схема переноса тепла в малом озере, включающая, наряду с потоками из донных отложений в воду и из воды в лед, перенос тепла вдоль склонов с мелководий в области больших глубин. Установлено, что в первые два месяца ледостава в озере преобладает перенос тепла по склону дна в глубоководную котловину и постепенное заполнение ее теплой плотной водой. В январе–марте, когда поток тепла из донных отложений в воду и его перенос вдоль склона дна уменьшаются в несколько раз, начинает преобладать вертикальный перенос тепла в водной толще.


Ключевые слова


температура воды; мелководное озеро; период ледостава; теплопоток; перенос тепла; диффузия; наклонное дно; склоновое течение

Полный текст:

PDF

Литература


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

Буторин Н.В., Курдина Т.Н., Бакастов С.С. Температура воды и грунтов Рыбинского водохранилища. Л: Наука, 1982. 224 с.

Гавриленко Г.Г., Здоровеннова Г.Э., Здоровеннов Р.Э., Пальшин Н.И, Тержевик А.Ю. Термический и кислородный режимы мелководного озера на этапе летнего нагревания // «Геополитика и экогеодинамика регионов». 2014. 10(1). С. 414-421.

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.

Лозовик П.А. Химический состав взвеси, твердой и жидкой фракции илов и обменные процессы "вода-дно" // Поверхностные воды озерно-речной системы Шуи в условиях антропогенного воздействия. Петрозаводск, 1991. С. 114-118.

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.

Bengtsson L., Malm J., Terzhevik A., Petrov M., Boyarinov P., Glinsky A., Palshin N. A Field Study of Thermo- and Hydrodynamics in a Small Karelian Lake during Late Winter 1994. Report 3185, Lund University, Sweden, 1995. 72 p.

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.

Maher O.A., Malm J., Terzhevik A., Bengtsson L., Boyarinov P., Mitrokhov A., Palshin N., Petrov M. Temperature and Hydrodynamics in Lake Vendyurskoe during Winter 1996/1997 and 1997/1998. Report 3223, Lund University, Sweden, 1999. 145 p.

Malm J., Terzhevik A., Bengtsson L., Boyarinov P., Glinsky A., Palshin N., Petrov M. A Field Study of Thermo- and Hydrodynamics in Three Small Karelian Lake during Winter 1994/1995. Report 3197, Lund University, Sweden, 1996. 220 p.

Malm J., Terzhevik A., Bengtsson L., Boyarinov P., Glinsky A., Palshin N., Petrov M. Temperature and Hydrodynamics in Lake Vendyurskoe during Winter 1995/1996. Report 3213, Lund University, Sweden, 1997. 207 p.

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. Protsessy formirovaniya termicheskogo rezhima glubokih presnovodnyih vodoemov [The formation of thermal regime in deep freshwater bodies]. Leningrad: Nauka, 1991. 175 p.

Boyarinov P. M., Mitrohov A. V., Palshin N. I., Petrov M. P., Terzhevik A. Yu., Filatov N. N. Dinamika vod v malom ozere v period ledostava [The dynamics of water in a small lake during the ice-covered period]. Gidroekologicheskiye problemy Karelii i ispolzovaniye vodnykh resursov [Hydroecological problems of Karelia and the use of water resources]. Petrozavodsk: KarRC RAS, 2003. P. 24–32.

Butorin N. V., Kurdina T. N., Bakastov S. S. Temperatura vody i gruntov Rybinskogo vodohranilishcha [Water and soil temperature in the Rybinsk Reservoir]. Leningrad: Nauka,1982. 224 p.

Gavrilenko G. G., Zdorovennova G. E., Zdorovennov R. E., Palshin N. I., Terzhevik A. Yu. Termicheskiy i kislorodnyi regimy melkovodnogo ozera na etape letnego nagrevaniya [Thermal and oxygen regimes of a shallow lake at the stage of summer heating]. Geopolitika i ekogeodinamika regionov [Geopolitics and Ecogeodynamics of regions]. 2014. No. 10 (1). P. 414–421.

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 [Transactions of KarRC of RAS]. 2015. No. 9. P. 3–9.

Zyryanov V. N. U

nder-ice seiches // Water Resources. 2011. Vol. 38, no. 3. P. 261–273.

Zyryanov V. N., Lapina L. E. Slope flows governed by diffusion effects in seas, lakes, and reservoirs. Water Resources. 2012. Vol. 39, no. 3. P. 294–304.

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

Lozovik P. A. Himicheskij sostav vzvesi, tverdoj I zhidkoj frakcii ilov I obmennye processy voda-dno [Chemical composition of slurry, solid and liquid fractions of silt and “water-bottom sediments” metabolic processes]. Poverhnostnye vody ozerno-rechnoj sistemy Shui v usloviyah antropogennogo vozdejstviya [Surface waters of the Shuya lake-river system under anthropogenic impact]. Petrozavodsk, 1991. P. 114–118.

Palshin N. I. Termicheskiye i gidrodinamicheskiye protsessy v ozerakh v period ledostava [Thermal and hydrodynamic processes in lakes during the ice-covered period]. Petrozavodsk: KarRC RAS, 1999. 86 p.

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]. Water Resources. 2006. Vol. 33, no. 2. P. 135–143.

Petrov M. P., Terzhevik A. Yu., Zdorovennov R. E., Zdorovennova G. E. Motion of water in an ice-covered shallow lake. Water Resources. 2007. Vol. 34, no. 2. P. 113–122.

Rossinsky K. I. Termicheskiy rezhim vodokhranilishch [Thermal regime of water reservoirs]. Moscow: IVP AN SSSR, 1975. 167 p.

Tikhomirov A. Termika krupnykh ozer [Thermal regime of large lakes]. Leningrad: Nauka, 1982. 232 p.

Bengtsson L., Malm J., Terzhevik A., Petrov M., Boyarinov P., Glinsky A., Palshin N. A Field Study of Thermo- and Hydrodynamics in a Small Karelian Lake during Late Winter 1994. Report 3185, Lund University, Sweden, 1995. 72 p.

Bengtsson L., Malm J., Terzhevik A., Petrov M., Bojarinov P., Glinsky A., Palshin N. Field investigation of winter thermo- and hydrodynamics in a small Karelian lake. Limnol. Oceanogr. 1996. Vol. 41, no. 7. P. 1502–1513.

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.

Maher O. A., Malm J., Terzhevik A., Bengtsson L., Boyarinov P., Mitrokhov A., Palshin N., Petrov M. Temperature and Hydrodynamics in Lake Vendyurskoe during Winter 1996/1997 and 1997/1998. Report 3223, Lund University, Sweden, 1999. 145 p.

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

Malm J., Terzhevik A., Bengtsson L., Boyarinov P., Glinsky A., Palshin N., Petrov M. A Field Study of Thermo- and Hydrodynamics in Three Small Karelian Lake during Winter 1994/1995. Report 3197, Lund University, Sweden, 1996. 220 p.

Malm J., Terzhevik A., Bengtsson L., Boyarinov P., Glinsky A., Palshin N., Petrov M. A field study on currents in a shallow ice-covered lake. Limnol. Oceanogr. 1998. Vol. 43, no. 7. P. 1669–1679.

Malm J., Terzhevik A., Bengtsson L., Boyarinov P., Glinsky A., Palshin N., Petrov M. Temperature and Hydrodynamics in Lake Vendyurskoe during Winter 1995/1996. Report 3213, Lund University, Sweden, 1997a. 207 p.

Malm J., Terzhevik A., Bengtsson L., Boyarinov P., Glinsky A., Palshin N., Petrov M. Temperature and Salt Content Regimes in Three Shallow Ice-Covered Lakes: 1. Temperature, Salt Content and Density Structure. Nordic Hydrology. 1997b. Vol. 28. P. 99–128.

Malm J., Terzhevik A., Bengtsson L., Boyarinov P., Glinsky A., Palshin N., Petrov M. Temperature and Salt Content Regimes in Three Shallow Ice-Covered Lakes: 2. Heat Mass Fluxes. Nordic Hydrology. 1997c. Vol. 28. P. 129–152.

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/lim355

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019