Экология СПРАВОЧНИК

Температурная стратификация (изменение температуры по высоте водоема) оказывает влияние на размещение организмов в воде, на перенос и рассеивание примесей. Она зависит от времени года, от географического расположения водоема, прозрачности воды. В летнее время наиболее теплые воды располагаются у поверхности, а холодные — у дна. Зимой наблюдается обратная картина: поверхностные холодные воды с температурой ниже 4 °С располагаются над сравнительно более теплыми, имеющими, как правило, температуру около 4 °С. Это приводит к временному прекращению вертикальной циркуляции воды и позволяет водным организмам выжить в зимнее время.[ ...]

Температурная стратификация - это изменение температуры воды по глубине водного, объекта. Непрерывное, или клинальное (от греч. клино - наклонять), изменение температуры характерно для любых экологических систем. Часто для обозначения такого Изменения используют слово "градиент". Однако температурная стратификация воды в водоеме - специфическое явление. Так, в летний период поверхностные воды нагреваются сильнее, чем глубинные. Поскольку более теплая вода имеет меньшую плотность и меньшую вязкость, то ее циркуляция происходит в поверхностном, нагретом слое и с более плотной и более вязкой холодной водой она не смешивается. Между теплым и холодным слоем образуется промежуточная зона с резким градиентом температуры, которую называют тер-моклиной. Вполне понятно, что температурная стратификация воды оказывает решающее влияние на размещение в воде живых организмов и на перенос и рассеивание примесей, поступающих от предприятий промышленности, сельского хозяйства, быта.[ ...]

Температурная стратификация в озере умеренной зоны Северного полушария (оз. Линсли, Коннектикут, США; по Ю. Одуму, 1975)

Температурные стратификации Атлантического океана и стандартной атмосферы.

Явление температурной стратификации характерно для многих пресноводных водоемов. Летом поверхностный слой воды более теплый, чем глубинный, зимой - наоборот. Переход от более к менее нагретым слоям часто происходит не постепенно, а скачкообразно и между ними образуется слой так называемого температурного скачка или термоклин. Различают прямую стратификацию, когда более нагретые слои лежат ближе к поверхности, и обратную, когда с продвижением вглубь температура повышается (Константинов, 1972).[ ...]

Влияние температурной стратификации и силы Кориолиса на вертикальное распределение скорости детально исследовано Б. Г. Вагером и В. В. Симоновым. Результаты расчетов показаны в работе [22] и на рис. 4.13.[ ...]

Явления температурной стратификации и циркуляции воды, характерные для озер северной части США

Указаны ночная (а) и дневная (б) фазы температурной стратификации и связанный с ней сдвиг геострофнческого ветра.[ ...]

Термохалинные циркуляции формируют такую температурную стратификацию океана, при которой Т убывает с глубиной до значений, близких к минимальным зимним температурам воды в наиболее холодных областях на поверхности океана. Для температурной стратификации океана типично наличие: 1) ВПС, в котором Т мало меняется с глубиной, толщиной в тропиках около 100 м, а в высоких широтах летом 10—20 м и зимой — сотни метров, иногда даже до дна; 2) слоя скачка или сезонного термоклина толщиной в десятки метров, в котором Т убывает с глубиной на несколько градусов; 3) главного термоклина с условной нижней границей на глубине 1500 м, в котором Т плавно и с замедлением уменьшается с глубиной, достигая 10,3—11,2 °С на глубине 300 м,. 4,0—4,8°С на глубине 1000 м и 2,7—3,5°С на глубине 1500 м;.[ ...]

К метеорологическим факторам относятся скорость ветра, температурная стратификация, влажность воздуха, атмосферное давление. Наибольшее значение имеют данные об изменении метеоусловий в приземном слое воздуха до высоты 50—250 м над поверхностью земли.[ ...]

В случае расчета приземных концентраций вредных веществ температурная стратификация учитывается с помощью коэффициента стратификации А, отражающего региональные неблагоприятные условия вертикального и горизонтального перемешивания примесей, которые поступают в атмосферный воздух с дымовыми газами. Коэффициент А зонирован по территории России и стран СНГ Главной геофизической обсерваторией им. А.И. Воейкова.[ ...]

Приведенный в нормативах СН 369—74 [10] коэффициент А, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в воздухе, установлен для сравнительно часто наблюдаемых опасных условий; при резком же ухудшении условий рекомендуется снижать производительность предприятий для уменьшения выбросов в атмосферу. Такое решение проблемы является более выгодным по сравнению со строительством труб большей высоты.[ ...]

Во многих умеренных озе:»х в толще воды летом наблюдаемся прямая температурная стратификация.[ ...]

Эвтрофицированное озеро осенью после продолжительного периода температурной стратификации

В п. 7.3 дано подробное описание некоторых методов искусственного разрушения температурной стратификации в целях управления качеством воды в водоеме. При оценке базы данных для любого озера или водохранилища чрезвычайно важно выяснить, была ли когда-либо ранее предпринята такая искусственная дестратификация, поскольку этот факт имеет принципиальное значение для анализа и интерпретации как физических, так и биологических результатов исследования водоема. Важно также определить, с одной стороны, протяженность ряда имеющихся опорных данных, а с другой — как по времени эти данные соотносятся с моментом существования дестратификации, а также с периодом заполнения водоема (если таковой имеет место); были ли имеющиеся данные получены на одной единственной станции или на нескольких; не представляют ли они собой некоторое усреднение по всей акватории водоема. Нужно непременно постараться получить ответы на эти вопросы. Пространственно-временное разрешение используемых данных должно соответствовать разрешению либо модели, в которую они закладываются, либо теоретических разработок, предназначенных в помощь анализу и выработке наиболее подходящей для данного озера стратегии рационального водопользования и управления. Высказанные соображения проходят через все содержание книги, а в большей степени им посвящены п. 1.4 и глава 7.[ ...]

Факторы водной среды. Для жизни организмов наиболее важны такие характеристики водной среды, как температурная стратификация, прозрачность, соленость, количество растворенных в воде газов, кислотность.[ ...]

Механизмы распределения и типы осадков при кластической седиментации в олиготрофных озерах с годичной температурной стратификацией на примере Бриенцского озера, Швейцария. Ширина впадины и мощность осадков показаны вне масштаба [2374].

Температура воды на поверхности субтропических озер никогда не падает ниже 4 °С. В этих озерах всегда четко выражен температурный градиент от поверхности к дну и на протяжении года перемешивание происходит только один раз, зимой. В тропических озерах с высокой (20—30 °С) температурой у поверхности градиент всегда нерезкий и сезонные колебания температуры незначительны на любой глубине. Стабильная температурная стратификация сохраняется более или менее на протяжении всего года. Она существует благодаря различиям в плотности воды, которые вызываются даже слабым температурным градиентом. Общее перемешивание, следовательно, происходит нерегулярно, обычно в наиболее холодные сезоны. Вода в очень глубоких тропических озерах, как правило, перемешивается только частично. Строительства крупных глубоких водохранилищ в тропиках приводит к значительным «экологическим бедствиям», что обусловлено непониманием различий между водными и наземными экосистемами тропической и умеренной зон.[ ...]

Существенное влияние на перенос веществ в атмосфере оказывают метеорологические условия и в первую очередь ветровой режим и температурная стратификация нижнего слоя атмосферы. В ГОСТ 17.2.3.02—78 «Охрана природы. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями» указывается па необходимость учета при установлении предельно допустимых выбросов (ПДВ) климатических условий местности.[ ...]

Для определения максимального значения в (2.43) следует принять и наибольшие значения К, учитывая зависимости ¿1 /ьц и фо как от скорости ветра, так и от температурной стратификации, обычно определяемой параметром Б = Т/и2, где дТ — разность температур на двух высотах в приземном слое воздуха. В случае неустойчивой стратификации (6Г<; 0) с ростом модуля Б увеличиваются и фо; при устойчивой стратификации (6Г>0) с увеличением Б уменьшается ¿1/1 1. Начиная с некоторых значений Б, имеет тенденцию к увеличению и фо. Значение фо вместе с ао достигает некоторого минимума при условиях, близких к равновесным (рис. 2.6). Значения К, таким образом, при инверсионной стратификации уменьшаются с усилением устойчивости и, в общем, не превышают значений при неустойчивой стратификации. Следовательно, при прочих равных условиях максимум приземной концентрации примеси (в силу пропорциональности ее К) при сверхадиабатическом градиенте больше, чем при инверсионном.[ ...]

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 температурь! с глубиной равномерное, почти без скачка (умеренно холодные) и озера с резко выраженной температурной стратификацией и слоем скачка — глубокие (холодноводные!.[ ...]

Как было отмечено ранее, форма струй и, следовательно, угол их расширения в горизонтальном и вертикальном направлениях не являются постоянными, а зависят от температурной стратификации и турбулентности атмосферы. Приведенные выше значения углов расширения относятся только к наземным точечным источникам при устойчивых условиях атмосферы.[ ...]

Термобар, согласно расчетам, продвигается в глубь озера и к 1 декабря занимает положение над глубинами более 100 м (рис. 17, в). В мелководной области формируется обратная температурная стратификация (рис. 20, д). В глубоководной области наступает гомотермия с температурой воды около 3 °С (рис. 20, е).[ ...]

Средняя продолжительность безледного периода составляет от 214 сут. в Рыбинском до 264 сут. в Волгоградском водохранилище. Для всех водохранилищ характерна неустойчивая температурная стратификация в период открытой воды и небольшое расслоение при ледоставе. На озеровидных акваториях могут отмечаться горизонтальные температурные неоднородности. Прибрежные мелководья характеризуются быстрой кратковременной сменой температур в зависимости от погодных условий.[ ...]

Объем удаляемой ГВС Ь=7 м3/с. Количество хлора, выбрасываемого в атмосферу, Л1]=0,09 г/с. Район выброса — центральная часть Европейской части СССР; коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, Л = 120. Заданная высота выброса =45 м. Диаметр трубы £>=1,2 м.[ ...]

Течения по акватории Каменского водохранилища будут представлены комбинацией нескольких видов: стоковых, ветровых, компенсационных и денивеляционных. Под влиянием течений станет выравниваться температурная стратификация воды, произойдут перемещение наносов и вынос размытых отложений берегов и прибрежных отмелей в приглубые участки, формирование гидрохимического и гидробиологического режимов.[ ...]

Эта классическая схема с двумя сезонными перемешиваниями типична для многих озер Америки и Евразии, но она ни в коем случае не универсальна даже для умеренной зоны. В общем можно сказать, что чем глубже озеро, тем менее отчетлива его стратификация и тем обширнее гиполимнион.[ ...]

Возможность использования рельефа дна в качестве интегрального показателя при моделировании распределения рыб для мелководного слабопроточного водохранилища связана с тем, что рельеф непосредственно влияет на температурную стратификацию, циркуляцию водных масс и круговорот биогенов, а как следствие, он определяет структуру биотопных полей водоема (Поддубный, 1971).[ ...]

Форма струи, вытекающей из трубы, зависит в основном от вертикального градиента температуры вблизи трубы. Температура нижнего слоя атмосферы может колебаться в широких пределах по высоте. Каждому типичному случаю температурной стратификации соответствует определенный характер формы струи, выбрасываемой из свободно стоящей трубы.[ ...]

Степень загрязнения атмосферы при постоянных параметрах выбросов и, в частности, максимальные приземные концентрации вредных веществ являются функциями метеорологических параметров (скорости и направления ветра, показателей температурной стратификации и др.). Поэтому при организации мониторинга качества атмосферного воздуха в районе размещения источников выбросов необходимо учитывать характерные особенности климатических условий.[ ...]

Неравномерное поглощение солнечной радиации по акватории водоема — зачастую главный фактор формирования плотностного течения и конвективного перемешивания вод. Вследствие неравномерного поглощения солнечной радиации по вертикали формируется температурная стратификация вод. На границе выраженного скачка температуры в условиях нарушения равновесия вод, например, под действием ветра часто возникают внутренние волны. Действие этих волн приводит к вертикальному перемешиванию вод с различной температурой и способствует заглублению нижней границы термоклина.[ ...]

На долю Мирового океана приходится 71% земной поверхности. Водная среда отличается от наземной плотностью и вязкостью. Плотность воды в 800 раз, а вязкость в 55 раз больше плотности воздуха. Наряду с этим важнейшими особенностями водной среды являются: подвижность, температурная стратификация, прозрачность и соленость, от которых зависит фотосинтез бактерий и фитопланктона и своеобразие среды обитания гидробионтов.[ ...]

Известно, что вода имеет максимальную плотность при температуре 4 °С, а при нагревании ее плотность уменьшается. Передача теплоты в водную толщу вследствие молекулярной диффузии и теплопроводности весьма слаба. Поэтому при прогреве верхних слоев воды возникает температурная стратификация: температура воды на поверхности оказывается выше, чем в глубинных слоях, и эта разница достигает иногда 10 °С и более. При выпуске теплой воды на поверхность водохранилища может возникнуть устойчивая разница температур воды в верхних и нижних слоях и произойти расслоение потоков, имеющих различную плотность. В этом случае возникают верхнее теплое и глубинное холодное течения, которые могут быть разнонаправленными. Такие течения называются плотностными.[ ...]

Физические характеристики озер определяются следующими параметрами: площадь поверхности, средняя глубина, объем, время пребывания воды (объем, деленный на расход поступающих потоков), цветность и мутность воды, течения, поверхностные волны, термодинамические соотношения и стратификация. Все эти параметры влияют на химические и биологические процессы, протекающие в озерах и водохранилищах, и, следовательно, оказывают влияние на качество воды. Температурная стратификация — самое важное явление с точки зрения проблем водоснабжения и эвтрофикации. В озерах, расположенных в умеренном климате, или на повышенных участках местности в субтропических районах каждый год наблюдаются два вида циркуляции воды (весной и осенью). В летнее время года имеет место прямая стратификация, в зимнее время—обратная. Озера более низких широт, в которых температура воды на любой глубине никогда не падает ниже 4°G, имеют каждый год одну циркуляцию зимой и подвергаются прямой стратификации в течение лета. Например, прямая стратификация может продолжаться с мая по сентябрь, а обратная — непрерывно с октября по апрель.[ ...]

Точное определение средних значений и пространственно-временной изменчивости концентрации С02 необходимо для решения важных практических задач, в частности для определения косвенным методом температуры тропосферы с помощью аппаратуры, устанавливаемой на искусственных спутниках. Для определения температурной стратификации используются данные о собственном излучении С02 в ИК-области спектра, интенсив-» ность которого пропорциональна плотности этого газа [14].[ ...]

Измерения на теле- и радиомачтах, а также специальные аэрологические наблюдения, проведенные в последние годы, позволяют сделать ряд выводов о строении пограничного слоя атмосферы над городом. Анализ опытных данных показывает, что в периоды, когда за городом наблюдается инверсия при наличии острова тепла температурная стратификация среди застройки до высоты нескольких десятков метров близка к равновесной или слегка неустойчивой. Следовательно, над городом более вероятно образование приподнятых слоев инверсии. Остров тепла, как отмечено Секигути в книге «Климаты городов» (Urban climates, 1970), распространяется в ночное время до уровня, примерно равного 3—4 высотам зданий.[ ...]

Наблюдения за температурой в оз. Б. Миассово были продолжены М. А. Андреевой с сотрудниками весной 1990 г., в период окончания весеннего нагревания и начала гидрологического лета (21-24 мая 1990 г.). Гидрологическое лето на озерах начинается с установлением во всей толще воды температуры выше 4 °С и переходом к прямой температурной стратификации. На оз. Б. Миассово в 20-х числах мая гомотермия начала разрушаться. Температура на всех глубинах колебалась в пределах от 7 °С до 8 °С, при этом можно было проследить зарождавшуюся прямую стратификацию, падение температуры на глубине 8-10 м составило 0.5-0.7 °С/м. В других слоях изменение температуры с глубиной было менее заметным.[ ...]

Для больших стратифицированных озер, имеющих значительную протяженность (сотни километров) и глубину (сотни метров), сложную морфометрию, характерно значительное разнообразие гидрофизических условий, особенно в вегетационный период. Это определяется наличием в данный период развитой как вертикальной, так и горизонтальной температурных стратификаций. Так, в Ладожском озере амплитуда горизонтальных изменений температуры достигает 15 °С между мелководьем на юге и глубоководной зоной на северо-западе озера (Тихомиров, 1982). При наличии развитой стратификации летом амплитуда вертикальных изменений температуры также достигает 15 °С (Тихомиров, 1982). Этим определяется необходимость использования для моделирования трехмерных математических моделей.[ ...]

Проводимые за рубежом комплексные эксперименты характеризуются хорошей инструментальной оснащенностью, применением - оптимального набора анализаторов и пробоотборных систем, определением наряду,с концентрацией компонентов-загрязнителей метеорологических параметров, наличием информации об уровне солнечно! ? радиации, а также о показателях устойчивости атмосферы в пограничном слое: температурной .стратификации, профиле скорости ветра, высоте границы инверсий и т. д.[ ...]

Число пар ионов, образующихся в 1 см3 приземного слоя воздуха за 1 секунду, равно примерно 20. Выделение грунтом радиоактивных газов изменяется в зависимости от пористости почвы, ее влажности, температуры и характера верхнего покрывающего слоя, атмосферного давления, солнечной радиации и т. д. Концентрация ионов в воздухе на уровне земли зависит не только от величины их выделения почвой, но и от скорости рассеивания, которая в свою очередь обусловливается температурной стратификацией и движением воздуха.[ ...]

Влияние различных факторов на приземное распределение загрязняющих веществ. Вредные вещества, выбрасываемые с дымовыми газами промышленных предприятий, переносятся и рассеиваются в атмосфере по-разному в зависимости от ряда факторов: метеорологических, климатических, рельефа местности и характера расположения на ней объектов предприятия, высоты дымовых труб и гидродинамических параметров истечения выбросных газов. При этом к важнейшим метеорологическим и климатическим факторам относят скорость ветра, температурную стратификацию (распределение температур окружающего воздуха в вертикальном направлении вблизи дымовой трубы), температуру окружающего воздуха. Особая роль их проявляется в нижнем слое атмосферы — до высоты 50-250 м над поверхностью земли.[ ...]

Известно, что плотность воды зависит от температуры следующим образом: наибольшую плотность, равную 1 г/см3, вода имеет при 4°С, а выше и ниже этой отметки плотность ее понижается. В летний период в верхней части водной толщи температура выше и перемешивание отсутствует — наступает летний период стагнации. Осенью, вследствие выравнивания температур, происходит общее перемешивание воды и обогащение ее кислородом. Зимой, когда температура воды подо льдом становится ниже 4°С, снижается ее плотность, снова происходит температурная стратификация озера, что приводит к зимней стагнации. Весной, после таяния льда, температура воды достигает 4°С, она тяжелеет и происходит весеннее перемешивание.[ ...]

Первый путь основан на известном теоретическом положении Мо-нина - Обухова, что пограничный слой, нарастающий естественным образом над длинной шероховатой плоскостью, является достаточно хорошей моделью приземного пограничного слоя. Первая аэродинамическая труба с длинной рабочей частью была сконструирована Дж. За рубежом в настоящее время эксплуатируется свыше 100 труб такого типа. Основное достоинство этих установок - возможность моделирования условий с различной температурной стратификацией, что позволяет решать широкий круг задач промышленной аэродинамики, метеорологии и экологии. Кроме того, в таких трубах, на расстоянии порядка 10 м от входа в рабочую часть, удается создать стационарный пограничный слой с постоянными в плоскости течения турбулентными характеристиками.[ ...]

При проектировании и строительстве глубоководных выпусков сточных вод в прибрежные воды моря, выборе месторасположения выпусков и расчетах степени смешения и разбавления должны учитываться гидрологические условия: характер и направление прибрежных морских течений, направление и сила господствующих ветров, приливы и отливы и другие природные особенности. Конструктивные, инженерно-технические и технологические решения глубоководных выпусков сточных вод большой протяженности должны учитывать океанографические факторы (глубинные течения, явления плотностной и температурной стратификации вод, процессы турбулентной диффузии и др.), способствующие ликвидации поступающих загрязнений.[ ...]

На протяжении же большей части лета соотношение продукционно-деструкционных процессов было сходно с таковым для фитопланктона олиготрофных водоемов (Бульон, 1983); 6) Максимальное среднее значение продукции фитоперифитона искусственного субстрата (стекло) наблюдалось в июле (30.5 мг02/л-ч). Пик концентрации хлорофилла «а» (13.1 мг/м2) пришелся на начало октября, что свидетельствует о накоплении максимальной биомассы водорослей.[ ...]

Наиболее интересны в Скалистых горах характеристики осадков, особенно снегопадов, и режим ветра. Анализ данных об осадках вдоль упомянутого разреза на восточном склоне Передового хребта подчеркивает большую роль крупномасштабной атмосферной циркуляции и ее взаимодействия с топографией [1]. В зимние месяцы преобладает западная циркуляция, причем тихоокеанские штормы воздействуют преимущественно на западный склон хребта и его наиболее высокие участки. Тем не менее временами меридиональные течения создают на восточном склоне потоки вверх по склону. Весной, а также осенью, меридиональные барические ложбины и иногда глубокие холодные изолированные циклоны переносят влажный воздух с Мексиканского залива к северу. Температурная стратификация в этот период потенциально неустойчива, и вынужденный подъем по восточному склону вызывает на нем сильные осадки, выпадающие в виде снега на больших высотах и даже у подножия гор. Например, 14—15 апреля 1921 г. сильная буря при такой циркуляции дала рекордный для США снегопад — 193 см за 24 ч у оз. Силвер-Лейк в округе Боулдер (3170 м). Летом здесь наблюдаются осадки преимущественно конвективного типа, хотя для реализации неустойчивости при нагревании или под влиянием орографии сюда поступает, вероятно, достаточно влаги. В это время года кривые вертикального распределения эквивалентной потенциальной температуры показывают резкие градиенты близ Скалистых гор, причем ее большие значения характеризуют теплый влажный воздух к востоку от хребта, играющего роль климатической границы [12].[ ...]

Несмотря на почти полное отсутствие сведений, касающихся поступления в озеро главного эвтрофирующего элемента -фосфора, - можно сделать предположение о малой фосфорной нагрузке ввиду проточности озера и наблюдаемых небольших концентраций фосфатов в заливах, принимающих сток с водосбора (см. гл. 3). Следует учитывать также массовое развитие мощного фосфорного буфера - прибрежной и высшей водной растительности в местах впадения в озеро основных притоков (гл. 6). Имеющиеся данные позволяют предполагать, что основная часть растворенного фосфора - автохтонного происхождения, выносимая из донных отложений в мелководных заливах в результате интенсивного перемешивания воды при отстутствии температурной стратификации (см. гл. 2).[ ...]

В первую очередь специфика вопроса определяется особенностями ветрового потока. Вследствие вязкости воздуха нижний слой атмосферы взаимодействует с земной поверхностью, при этом создаются большие вертикальные градиенты скорости, превышающие критические значения, при которых наблюдается ламинарно-турбулентный переход. Поэтому атмосферный пограничный слой всегда имеет турбулентный характер [ЛайхтманД.Л., 1970]. Согласно теоретической модели «замороженной турбулентности» [Колмогоров А.Н., 1941] предполагается, что турбулентное движение в атмосфере есть последовательный процесс распада крупномасштабных вихрей на мелкомасштабные до тех пор, пока не становится ощутимым влияние вязкости, причем в самых мелкомасштабных вихрях происходит диссипация энергии потока. Распределение энергии по высоте зависит в первую очередь от неоднородности подстилающей поверхности и температурной стратификации атмосферы.[ ...]