О весеннем прогревании

Северо-Запад России характеризуется большим количеством озер, и именно озера привлекают тысячи любителей рыбалки. С наступлением весны вода начинает прогреваться, жизнь водных обитателей активизируется, начинается интенсивное размножение микроорганизмов, появляется растительность.

Следствием является сезонное изменение всех трофических цепочек, а значит и режим питания рыбы. Кроме того, от прогрева воды зависит время и продуктивность нереста. Поэтому давайте поговорим о том, что же происходит весной с термическим режимом озер.

Изменение температуры воды во времени и пространстве связано как с внешними (солнечная радиация, потери тепла на испарение и турбулентный теплообмен с атмосферой и т.д.), так и с внутренними факторами (течения, фотосинтез и т.д.). Наиболее интенсивно процессы теплообмена развиваются в самых верхних слоях водоема, распространение же по глубине и по площади осуществляется в процессе перемешивания и течениями. Около 70 - 85% солнечной радиации задерживается поверхностным метровым слоем, а, например, до пятиметровой глубины проникает не более 5% лучистой энергии. На распределение температуры по глубине оказывают существенное влияние мутность и цвет воды, а также форма и размеры котлована.

Чем прозрачнее вода и чем меньше соотношение глубины и протяженности озера, тем равномернее понижение температуры в поверхностном слое. Различие температур в разных частях крупных водоемов может достигать 20С. При таком различии температур возникает явление термобара: слой воды повышенной плотности делит водоем на теплоактивную прибрежную область и теплоинертную область глубокой части. Водообмен через термобар затруднен, поэтому в каждой из областей формируется свой гидрологический режим.

Как правило, в сравнительно неглубоких озерах температура воды подо льдом изменяется от 0°С на поверхности до +4"С около дна. Такое состояние называется обратной стратификацией. После схода льда температура постепенно выравнивается и достигает +4°С по всей толще воды. Такой эффект носит название гомотермии. Он интересен тем, что в это время происходит хорошее перемешивание всей массы воды, выравниваются ее физико-химические свойства. Далее, по мере поглощения солнечной радиации, устанавливается так называемая прямая стратификация, заключающаяся в возрастании температуры у поверхности и сохранении температуры наибольшей плотности у дна около +4°С). Ветровая деятельность приводит к перемешиванию воды у поверхности, поэтому в толще воды формируются три термические зоны (рис. 1).

Эпилимнион - самый верхний слой воды, хорошо насыщенный кислородом и обладающий постояной температурой по всей толщине.

Металимнион - слой температурного скачка; на крупных озерах градиент температуры может достигать 5-10 градусов на 1 метр. Этот слой служит препятствием для проникновения кислорода вглубь.

Гиполимнион - глубинный слой, в котором имеет место слабое понижение температуры; как правило, наблюдается дефицит кислорода. В мелких озерах гиполимнион может отсутствовать, так как вода перемешивается до дна.

Кроме того, летним безветренным утром может возникнуть явление мезотермии, при котором максимум температуры воды находится на некоторой глубине.

Необходимо отметить, что в озерах со слабым перемешиванием химический и биологический режимы слоев существенно различаются. Эпилимнион более насыщен кислородом из атмосферы, а также получает больше света, чем другие слои, поэтому здесь обитает большинство представителей озерной флоры и фауны. Таким образом, решающим фактором распространения живых существ по глубине (включая рыбу) является частота и интенсивность ветрового перемешивания. После сильных штормов металимнион может исчезнуть совсем. Это означает, что после длительной ветреной погоды вероятность обнаружения рыбы на большой глубине возрастает.

В заключение хотелось бы остановиться на проблеме теплового загрязнения озер и водохранилищ. Дело в том, что поступление теплых вод из водоемовАЭС сказывается на развитии водных организмов. Температура 20-25°С является наиболее благоприятной для их роста и размножения. При большем повышении температуры (до 30°С) удлиняется вегетационный период, а значит, и улучшаются условия жизни для травоядных рыб, однако на некоторых участках возникает дефицит кислорода. Он возрастает при дальнейшем увеличении температуры и вызывает гибель гидробионтов (в том числе рыб). Это явление аналогично зимнему замору, поэтому необходимо принимать все меры по ограничению теплового загрязнения.