p

p

Тепло- и массоперенос в озерах подо льдом

ННИО (проект KI-853/5, координатор - Георгий Кириллин); РФФИ (проект 10-05-91331-ННИО_а, координатор - Аркадий Тержевик)


Основные результаты проекта (еще)

two winters_t&do_rus_small (332K)

Динамика вертикальной структуры температуры воды (сверху) и растворенного кислорода (снизу) в зимний период в сезоны со "средней" (левая панель) и "поздней" (правая панель) датами установления льда. Ось глубин направлена вверх.


Выполнена оценка влияния метеорологических условий периода открытой воды, предшествующего образованию ледового покрова, на динамику термической структуры и концентрации растворенного кислорода подо льдом. Установлено, что позднее появление льда ведет к уменьшению теплозапаса донных отложенийи, как следствие, к меньшему прогреву не только придонного слоя, но и всего водного столба. Поздние сроки ледообразования также влекут за собой более полную деструкцию части новообразованного органического вещества в период ветровой аэрации озера. Последнее обстоятельство существенно способствует "оздоровлению" кислородного режима придонных слоев озера, уменьшая там вероятность формирования дефицита растворенного кислорода.
PAR and ICE_Rus (128K)

Вертикальное распределение фотосинтетически-активной радиации (ФАР) в озере Вендюрское и в Петрозаводской губе Онежского озера в апреле 2012 г. (верхняя панель) и ледовые условия в этих водоемах в период измерений (нижняя панель).


Впервые в мировой практике получены данные о динамике вертикальных распределений ФАР в озере подо льдом, позволяющие с высокой надежностью и точностью (измерения проводились с минутным интервалом в период с 12 по 24 апреля 2012 года) рассчитать коэффициенты экстинкции. Анализ данных о динамике вертикальных профилей ФАР и хлорофилла «а» в озере Вендюрском показал, что с началом подледного прогрева водной массы развивающийся фитопланктон может существенно снизить «зимнюю» прозрачность воды в верхних слоях водного столба.
abcd_wup_rus (397K)

Конвективные скорости в окрестности нижней границы конвективно-перемешанного слоя КПС (А, В) и его середины (Б, Д) при разных значениях коэффициента экстинкции воды в зависимости от потока солнечной радиации на нижней границе льда. Вертикальная ось - кинематический поток тепла, горизонтальная ось - скорость. Расчеты выполнены по данным измерений 1995-2012 гг.


По данным измерений потоков солнечной радиации на верхней и нижней границах льда, температуры воды и хлорофилла «а» для четырех групп фитопланктона (зеленые, сине-зеленые, диатомовые и криптофитовые) в период подледной конвекции весной 2011 гг., а также теоретическим оценкам, полученным по результатам вихреразрешающего моделирования (large-eddy simulation), выполненного ранее (Mironov et al., 2002), получила подтверждение гипотеза, согласно которой вертикальные движения, возникающие в процессе развития конвекции подо льдом, удерживают неподвижный (non-motile) фитопланктон в пределах КПС. Оценки вертикальных конвективных скоростей, направленных вверх (updraught velocity), рассчитанные для середины и нижней границы КПС по данным о солнечной радиации на нижней границе льда и вертикальном профиле температуры воды в период существования подледной конвекции за период наблюдений 1996-2012 гг., превышают максимальные скорости оседания для перечисленных групп водорослей (Schnoor, Di Toro, 1980) на один-два порядка.