Колебания уровня воды в озерах.

Различают вековые, многолетние, сезонные и кратковременные изменения уровня озер.

Вековые и многолетние колебания уровня имеют вид циклов с периодами (фазами) его повышения и понижения и связаны с изменением климата. Продолжительность вековых циклов более 100 лет, многолетних – десятки лет.

В последние десятилетия важнейшим фактором многолетнего изменения уровня озер стала хозяйственная деятельность.

Сезонные колебания уровня озер в основном повторяют водный режим, впадающих в них рек, но с некоторым запаздыванием наступления отдельных фаз водного режима. Размах сезонных колебаний увеличивается с возрастанием удельного водосбора φ, но в целом он меньше, чем на реках.

Кратковременные колебания уровня озер связаны со сгонно-нагонными явлениями, изменением атмосферного давления, сейшами.

Сгонно-нагонные явлениявыражаются в том, что под воздействием ветра уровень воды у наветренного берега повышается (нагон), а у подветренного берега понижается (сгон). Чем больше скорость и продолжительность ветра, длина разгона (расстояние в пределах акватории по линии, совпадающей с направлением ветра) и чем меньше глубина озера, тем больше разница уровней у обоих берегов. На крупных озерах высота нагона достигает десятков сантиметров (иногда >1м); снижение уровня на противоположном берегу обычно меньше.

Различие в величине атмосферного давления в разных частях озера также вызывает перекос его поверхности. Изменение давления на 1мбар приводит к обратному по знаку изменению уровня воды приблизительно на 1см.

После прекращения действия ветра или выравнивания атмосферного давления на акватории озера поверхность воды стремится занять горизонтальное положение. Происходят разнонаправленные изменения уровня воды на разных частях озера. Они имеют вид постепенно затухающих колебательных движений. Это явление - сейша.

Наибольшее отклонение уровня от среднего положения - амплитуда сейши –наблюдается обычно у берегов. Такие места называются пучностями. В центральной части озера находятся точки, где уровень не меняется; это - узлы сейши. Иногда наблюдаются двухузловые и трехузловые сейши. Амплитуда сейши достигает 1м.

Период сейши - время между смежными максимумами или минимумами уровня.

а – одноузловая, б – двухузловая сейша

Ветровое волнение в озерах, течения, перемешивание вод.

Ветровое волнение – колебательное движение воды под действием ветра поступательного движения массы воды, в отличие от такового при сгонно-нагонных явлениях, не происходит. Волнение на озерах развивается и затухает быстрее, чем на больших морских акваториях, крутизна волн больше, волны, как правило, трехмерные. Высота и длина волн увеличивается с возрастанием скорости ветра и длины разгона. На крупных озерах высота волн может достигать 3-4 м (озера Мичиган, Ладожское).

Виды течений в озерах:

Ветровые течения,вызываемые длительными ветрами одного направления; они являются причиной сгонно-нагонных явлений.

Компенсационные течения, возникающие в нижних слоях воды при переносе поверхности озера вследствие сгонно-нагонных явлений или неравномерного распределения атмосферного давления по акватории. Течение направленно от участка с повышенным уровнем в сторону пониженного.

Стоковые течения возникают под влиянием впадающих в озеро рек. Особенно они заметны на озерах, характеризуемых большим коэффициентом проточности.

Плотностные течения образуются в результате неравномерного распределения по акватории плотности воды, зависящей от температуры воды и минерализации. Направление течений от мест с меньшей плотностью к местам с большей плотностью.

Ветровые и компенсационные течения обычно наименее устойчивы. Плотностные течения, связанные с температурой воды, часто имеют сезонный характер. Наиболее устойчивы стоковые течения.

Различают конвективное и динамическое вертикальное перемешивание воды в озерах.

Конвективное перемешивание происходит в том случае, когда под влиянием температуры или других причин слой воды с большей плотностью оказывается выше слоев с меньшей плотностью.

Динамическое перемешивание возникает под воздействием ветровых волн, сейш, течений. Влияние ветровых волн распространяется на поверхностный слой по глубине в несколько раз превышающей высоту волн.