Teplotní stratifikace vodních nádrží

Z Enviwiki
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
The printable version is no longer supported and may have rendering errors. Please update your browser bookmarks and please use the default browser print function instead.

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. 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. [2]

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.[2]

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.[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. 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.[2]

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.[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 oC, 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 bodem mrazu.[2] Untitled.jpg
Zdroj obrázku[3]

Zdroje

  1. http://en.wikipedia.org/wiki/Lake_stratification
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 Jana Ambrožová, Aplikovaná a technická hydrobiologie, vydavatelství VŠCHT, Elektronická verze 1.0, 2005
  3. Jana Říhová Ambrožová, Encyklopedie hydrobiologie, vydavatelství VŠCHT, Elektronická verze,2006

Odkazy

Související stránky

Stratifikace kyslíku ve vodních nádržích

Externí odkazy

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