Teplotní stratifikace vodních nádrží
Definice
Teplotní stratifikace v nádržích je dána rozdílnými teplotami v různých hloubkách. Jejich hodnoty se mění v průběhu ročních období a tím vzniká cyklus, který se opakuje každý rok.[1]
Typy jezer z hlediska teplotního zvrstvení
Teplotní stratifikace je typická pro jezera a nádrže mírného klimatického pásu, tzv. dimiktická - promíchávají se dvakrát v průběhu roku. Jim podobná, ale mnohem vzácnější jsou jezera meromiktická, obvykle hluboká a morfologií svých břehů chráněna před větrem. Zde část vodního sloupce u dna není nikdy promíchávána a od vodních vrstev nad ní je oddělena tzv. chemoklinou. Koncentrace rozpuštěných látek ve spodní anoxické vrstvě je výrazně vyšší než ve zbytku nádrže. Mělká jezera polymiktická, kde dochází k prohřátí celého vodního sloupce mohou projít stratifikací a cirkulací mnohokrát za jediné léto. U hlubokých tropických a polárních jezer, tzv. monomiktických v podstatě dochází k teplotní stratifikaci jen jednou za rok, a to v době teplotního minima, respektive maxima. Existují také jezera amiktická, která se nepromíchávají vůbec.[2]
Průběh jevu
K teplotní stratifikaci ve vodách dochází typicky v hlubších nádržích, ať už přírodního či antropogenního původu. Termín teplotní stratifikace zavedl v roce 1910 Birge. Podle ročních období rozlišoval v nádrži 4 stavy. Jarní cirkulace, letní stratifikace, podzimní cirkulace a zimní stagnace.[2]
Jarní cirkulace
Na jaře po roztátí ledu vlivem pozvolnéh ohřívání hladiny dochází k vyrovnání teploty ve vodním sloupci (nejtěžší voda ve vrstvě nade dnem má v hlubokých nádržích trvale cca 4 stupně) a působením větru se vodní masy promíchávají. Toto období jarní cirkulace trvá jen krátkou dobu a v průběhu pokračujícího zvyšování teplot ustupuje letní stratifikaci.[2]
Letní stratifikace
Svrchní vrstvy se výrazně oteplují a ustálené klima umožní vznik teplotní stratifikace. Prohřátá voda na hladině má nižší hustotu a nemíchá se s chladnější vodou ve větší hloubce. To vede k vytvoření dvou vodních vrstev,epilimnionu a hypolimnionu, oddělených tzv. teplotní skočnou vrstvou (metalimnion) neboli termoklinou. Taj e definována jako vrstva vody, kde dochází k teplotnímu gradientu minimálně 1 C/m. Nejprve se tvoří jako nejasná hranice ve větších hloubkách. V létě, kdy Slunce dodává nejvíce tepelné energie se horní epilimnion rozšiřuje. Termoklina pod ním chrání spodní chladný hypolimnion před rázovými vlivy z hladiny a tedy prolnutím s teplou vrstvou. S poklesem průměrné teploty dochází k promíchávání a ochlazování uvnitř epilimnia a později vlivem dalšího poklesu teploty v nádrži a větru se promíchá celý vodní sloupec a dojde k podzimní cirkulaci.[2]
Podzimní cirkulace
Proces je podobný jako jarní cirkulace, ale má opačný charakter. Postupný pokles teploty v nádrži vede k ustálení na cca 4 C v celé nádrži. Další ochlazování okolního prostředí s nástupem zimních měsíců vede k inverznímu uspořádání vodních vrstev - zimní stagnaci.[2]
Zimní stagnace
Vlivem anomálie v závislosti hustoty vody na teplotě, kdy nejtěžší voda není těsně před bodem mrazu, ale ta o teplotě 3.96 C, je vrstva na dně s přibližně touto teplotou oddělena od postupně mrznoucích horních vrstev nádrže. Tato zásadní vlastnost vody umožňuje organismům přežití i když je teplota okolí nádrže dlouhodobě pod nulou.[2]
Zdroj obrázku[3]
Témata
Zdroje
Odkazy
Související stránky
Stratifikace kyslíku ve vodních nádržích
Externí odkazy
Literatura
Jana Ambrožová, Aplikovaná a technická hydrobiologie, vydavatelství VŠCHT, 2. vyd. 2003. ISBN 80-7080-521-8
Jana Říhová Ambrožová, Encyklopedie hydrobiologie, vydavatelství VŠCHT, Elektronická verze,2006