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.

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. holomiktických v podstatě nedochází k teplotní stratifikaci, a pokud ano, tak jen jednou za rok, a to v době teplotního minima, respektive maxima - tzv. monomixie. Existují také jezera amiktická, která se nepromíchávají vůbec, protože jsou po celý rok pokrytá vrstvou ledu.

Průběh jevu u dimiktických nádrží

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.

Jarní cirkulace

Na jaře po roztátí ledového příkrovu vlivem pozvolného 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.

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. Ta je definována jako vrstva vody, kde dochází k teplotnímu gradientu minimálně 1 ^oC/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.

Podzimní cirkulace

Proces je podobný jako jarní cirkulace, ale má opačný charakter. Postupný pokles teploty v nádrži vede k ustálení na cca 4 ^oC v celé nádrži. Další ochlazování okolního prostředí s nástupem zimních měsíců vede k inverznímu uspořádání vodních vrstev - zimní stagnaci.

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.
Zdroj obrázku

Odkazy

Související stránky

Stratifikace kyslíku ve vodních nádržích

Externí odkazy

• Voda
• Teplotní stratifikace a cirkulace vody

http://www.natur.cuni.cz/ecology/vyuka/VE/VE2-jezera-2007%20(m).pdf

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