Озера России: рыбалка, охота и отдых; карты и описания водоемов

Варианты термических классификаций озер

Варианты термических классификаций озер

Термические классификации (http://ozero.org/science/limnology-thermals/thermal-classification-lakes) не учитывают влияния глубины озер на распределение температуры воды в вертикальном и горизонтальном направлениях. Морфометрические характеристики озер учитываются термическими классификациями для одного зонального типа.

В основу этой группы классификаций заложено 13 принципов:

1) температура придонного слоя воды в летний период (Гейстбек, Анучин, Уиппл, Хатчинсон);

2) средняя температура столба воды в районе максимальной глубины (Домрачев) или средняя температура воды всего озера в период летней стагнации (Китаев);

3) суммы температур воды (градусодни) за период с температурой выше 10 °С (Китаев);

4) характеристика термики теплоактивного слоя и влияние его на прилегающие территории (Молочанов);

5) характер нагревания водных масс в весенне-летний период (Филатова, Глазычева, Голдина, Якушко, Фрейндлинг);

6) разность температур придонных слоев воды в летний и зимний периоды (Домрачев, Анд¬реева, Хомскис);

7) отношение глубины эпилимниома к максимальной глубине озера (Зинова, Нагель) или мак-симальной глубины озера к глубине эпилимниона (Захаренков);

8) годовые колебания температуры воды и характер температурной стратификации летом (Семенович, AbergandRodhe, Тихомиров, Абросов);

9) характер летнего перемешивания водных масс в зависимости от площади, глубины озера, разгона ветра и учета разных климатических зон (Паталас, Латроп и Лили, Арай, Горхам и Бойс, Ефремова, Пальшин);

10) перепад температуры воды по глубине летом, теплоотдача ложа дна зимой, численные значения критериев Фурье и Био (Пехович, Жидких);

11) соотношение тепла, идущего на нагревание водоема и испарение (Несина, Огнева);

12) соотношение зон бентали и пелагиали в период летней стагнации (Долгов, Китаев);

13) элементы теплового баланса, теплобюджет (Форш, Смирнова, Несина и Огнева, Kirillovaи Smirnova).

В 1885 году Гейстбек предложил делить озера на «теплые» и «холодные» в зависимости от глубины и термического режима. В «теплых» озерах температура придонных слоев воды в летний период не ниже 6,5 °С; в «холодных» - всегда ниже 6,5 °С, а чаще составляет всего 4,2-4,5 °С. 

В дальнейшем Д. Н. Анучин (1897) разделил озера не на две, а на три группы:

  • «теплые» - температура придонных слоев воды летом не ниже 10 °С;
  • «умеренно-холодные» - температура придонных слоев не выше 10 °С, но и не ниже 6,5 °С;
  • «холодные» - температура воды придонных слоев не поднимается выше 5,9 °С.

Аналогичную термическую классификацию озер годом позже предложил Уиппл (Whipple, 1898). В «холодных» озерах температура воды около 4 °С, «умеренно-холодных» - несколько выше 4 °С и в «теплых» - значительно выше 4 °С. Эту классификацию, с незначительной поправкой, приводит Д. Хатчинсон в трактате по лимнологии 1957 г.

Одной из основ классификации озер Северо-Западного края СССР П. Ф. Домрачева (1922) были температурные условия и, в частности, летняя средняя температура столба воды, а также разность температур на поверхности и у дна. В глубоких озерах средняя температура составляет около 11 °С, разность между поверхностной и придонной температурами - 13-20 °С; в среднеглубоких - соответственно 16 и 6 °С; в мелководных озерах - 20 и 2 °С.

Развивая классификацию П. Ф. Домрачева, можно за основу взять среднюю интегральную температуру всего озера в летний период (Китаев, 1975, 1978, 1984) и в зависимости от ее величины разделить водоемы на следующие классы:

  • очень теплые - средняя температура воды более 20 °С;
  • теплые - средняя температура воды 15-20 °С;
  •  умеренно-холодные - средняя температура воды 10-15 °С;
  • холодные - средняя температура воды 5-10 °С;
  • очень холодные - средняя температура воды менее 5 °С. 

Кроме того, озера умеренной зоны по сумме температур воды (градусодни) выше 10 °С распадаются на следующие термические группы (Китаев, 1975, 1978, 1984):

- очень теплые - суммы температур более 4000 °С;

- теплые - суммы температур 2000—4000 °С;

- умеренно-теплые - суммы температур 1000-2000 °С;

- холодные - суммы температур 500-1000 °С;

- очень холодные - суммы температур менее 500 °С.

Хотя температура воды 10 °С имеет несколько условный характер, она, как указывает Д. Н. Анучин (1897), И. И. Николаев (1971) и как принято в климатологии, является наиболее обоснованным и легко контролируемым критерием, разделяющим холодные и умеренно-теплые условия.

В 1925 г И. В. Молчанов предложил термическую классификацию водоемов по характеристике теплоактивного слоя (эпилимниона) озер: «можно построить разделение озер на группы по особенностям теплоактивного слоя и различать: I - теплые и II - холодные озера. Первые - нагреватели в течение целого года (в среднеарифметическом выводе); вторые - охладители до перелома лета и нагреватели после». В более поздней работе И. В. Молчанов (1929) теплые озера назвал термопозитивными, холодные - термонегативными и промежуточные между этими типами - термоиндифферентными.

Т Н. Филатова (1957, 1959) озера Карельского перешейка делит на две основные группы: озера с устойчивой термической стратификацией и неустойчивой. В последней группе озер различают три подгруппы.

По характеру вертикального распределения летней температуры воды озер Н. И. Семенович (1935) делит водоемы Якутии на три группы: озера с очень слабо выраженной температурной стратификацией - температуры поверхностных и придонных слоев почти одинаковы («теплые»); озера со слабо выраженной температурной стратификацией - разность температур поверхностных и придонных слоев значительна, но падение температуры с глубиной равномерное, почти без скачка («умеренно холодные»), и озера с резко выраженной температурной стратификацией и слоем скачка - глубокие («холодноводные»). Дальнейшее совершенствование термическая классификация озер получила в работах Б. Аберга и В. Роде, К. Паталаса, А. И. Тихомирова и В. Н. Абросова.

B. Aberg, WRodhe (1942) среди озер Швеции различают весенне-меромиктические - наиболее глубокие и холодные; стабильно расслоенные водоемы, имеющие слой температурного скачка; метастабильно расслоенные водоемы или умеренно холодные и эпилимнические - теплые, без стратификации.

В основе квалификации озер умеренной зоны по температурному режиму А. И. Тихомирова (1968, 1970, 1982) лежит годовой ход температуры и характер температурной стратификации озер в летний период. Среди озер умеренной зоны А. И. Тихомиров различает озера эпитермические (мелководные), метатермические (среднеглубокие) и гипотермические (глубокие). Среди метатермических озер А. И. Тихомиров выделяет еще два подтипа: переходные от эпитермического к метатермическому и от метатермического к гипотермическому.

В классификации озер умеренной зоны, предложенной В. Н. Абросовым (1971, 1982), озера разделяют на: тепловодные однородные, в которых объем эпилимниона Е равен объему озера; тепловодные разнородные, в которых объем эпилимниона Е много больше объема гиполимниона Н; умеренно холодные - Е Н 1, холодные - Е Н 1 и очень холодные - Е 1.

А. И. Пехович и В. М. Жидких (1972, 1976) озера и водохранилища по глубине подразделяют на три типа: мелкие, глубокие и очень глубокие. В мелких водоемах летом перепада температур по глубине почти нет, придонная температура летом и зимой изменяется, в период ледостава наблюдается теплоотдача ложем водоема накопленного тепла. В глубоких озерах и водохранилищах температура поверхностных и придонных слоев различна, придонная температура летом и зимой изменя¬ется, в период ледостава теплоотдачи ложем почти нет. Очень глубокие водоемы имеют большой перепад температуры, и у дна температура практически постоянна, в связи с чем не наблюдается те¬плоотдачи ложем. Изучение теплобалансовых характеристик водоемов позволило J1. В. Несиной и Т. А. Огневой (1975) выделить три типа озер по соотношению составляющих теплового баланса: глубокие озера, в которых 70-80% радиационного тепла идет на нагревание, 20-30% - на испарение; среднеглубокие - соответственно 15-20% идет на нагревание, 70-80% - на испарение и мелководные - только 5-10% идет на нагревание, 80-90%) - на испарение.

Развернутую термическую классификацию озер по тепловому балансу и другим показателям дала Н. П. Смирнова (1973, 1982, 1993).

Названные термические внутризональные классификации озер (Гейстбек, Анучин, Уиппл, Молчанов, Зинова и Нагель, Семенович, Хатчинсон, Паталас, Хомскис, Фрейндлинг, Захаренков, Тихомиров, Абросов, Несина, Огнева, Смирнова и др.), учитывая местные специфические условия для термического режима озер, в то же самое время недостаточно полно принимают во внимание особенности строения озерных чаш. Этот фактор был учтен в предложенной нами для гидробиоло¬гических целей термической классификации озер по соотношению разных зон бентали (литораль, сублитораль, профундаль) и пелагиали (эпилимнион, металимнион и гиполимнион) (Китаев, 1965, 1970, 1975, 1978, 1984, 2004). Почти такой же принцип деления на группы был положен Г И. Долговым (1948) в основу классификации водохранилищ СССР. Еще Halbfass(1900) указывал, что продуктивность озер, их особенности и свойства зависят не только от глубины, но и от соотношения между собой литорали, изрубья (сублиторали) и донной области (профундали), размера и характера водосборной площади, что, в свою очередь, влияет на физические и химические свойства воды в озере. Большое значение Halbfassпридавал грунтам озера и, наконец, флоре и фауне с точки зрения их взаимодействия. Им же предложен зональный метод исследования отдельных участков озера. С этими основными положениями вполне согласен Сомов (1920). Вопросы термических и оптических условий деления пелагиали и бентали на зоны и методы определения температур по вертикали будут рассмотрены в восьмой главе.

Что касается комплексных термических классификаций озер с учетом физико-географических зон и вертикального водообмена (циркуляций), то таких классификаций было предложено четыре: Хатчинсон и Леффлер (Hutchinson, Loftier, 1956), Левис (Lewis, 1983), С. В. Рянжин (1989), JI. М. Галкин (1970). Хатчинсон и Леффлер (табл. 6.2) полярные и субполярные озера разделяют на амиктические (без циркуляции) и холодные мономиктические, т. е. озера с одной циркуляцией в году. Озера умеренной зоны почти все димиктические (две полные циркуляции в году), а озера тропической и субтропической зон — теплые мономиктические, олигомиктические (несколько циркуля¬ций в году) и холодные и теплые полимиктические (циркуляции почти ежедневно). Кроме того, Bayly и Williams (1973) среди мономиктических озер выделили хейтомиктические.

Таблица. Типы озер мира в зависимости от физико-географических зон и числа полных периодов циркуляции (Hutchinson, Loffler, 1956; Bayly, Williams, 1973)

Зона Тип озера по циркуляции
Хатчинсон, Леффлер Бейли, Уильямс
Полярные Амиктические Амиктические
Субполярные Холодные мономиктические Холодные мономиктические
Умеренные Димиктические Димиктические
Тропические Олигомиктические Олигомиктические
  Полимиктические Полимиктические
  Холодные полимиктические Холодные полимиктические
Субтропические Теплые мономиктические Теплые мономиктические
    а)теплые мономиктические (перемешивание зимой)
    б)теплые мономиктические (перемешивание летом)

 

Дальнейшее развитие термическая классификация озер Хатчинсона - Леффлера получила в работах С. В. Рянжина (1989, 1990), который уточнил распространение теплых тропических, высокогорных и приэкваториальных озер.

Однако классификация озер Хатчинсона - Леффлера имеет ряд недостатков. Практически из их классификации исключены почти все мелководные озера, особенно умеренной зоны, а их - миллионы. Не совсем ясно, куда относить меромиктические озера, - у них в перемешивании участвуют только миксолимнион. 


НАВИГАТОР: ОЗЕРА.info Озерный справочник Наука об озерах Лимнология Термические классификации озер Варианты термических классификаций озер
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru