Terminė ežerų stratifikacija

Vandens telkinio šiluminis susisluoksniavimas

Terminė ežerų stratifikacija – ežero vandens masės vertikalus susisluoksniavimas dėl atsiradusių temperatūros gradientų. Tankiausias gėlas vanduo esti, kai jo temperatūra siekia 3,98 °C (ρ=1000 kg/m3), o toliau kylant arba, atvirkščiai, krentant, vandens temperatūrai, jo tankis mažėja. Mažiau tankus vanduo laikosi viršutiniame sluoksnyje ir savaime, veikiant tik gravitacinei jėgai, negali susimaišyti su giliau esančiais tankesniais sluoksniais, todėl susiformuoja terminė stratifikacija. Pagal vandens temperatūros gradientų kaitą su gyliu yra išskiriami trys pagrindiniai stratifikacijos sluoksniai:

  • Epilimnionas – tai viršutinis ežero vandens sluoksnis, pasižymintis homotermija, t. y. vienoda vandens temperatūra.
  • Metalimnionas – tai vėjo sąmaišos nepaveiktas vidurinysis ežero vandens masės sluoksnis, pasižymintis dideliais vertikaliais temperatūros gradientais.
  • Hipolimnionas – tai apatinis sluoksnis, kuriame išsilaiko iki terminės stratifikacijos buvusi vandens temperatūra.[1]

Tiesioginė terminė stratifikacija

Pavasarį, esant homotermijai, visoje ežero vertikalėje vandens temperatūra yra vienoda. Saulei pradėjus kilti aukščiau virš horizonto[2] ir labiau šildant ežero paviršinę vandens masę, ima formuotis stratifikacijos sluoksniai. Dėl vėjo vykdomos sąmaišos viršutinė labiausiai įšilusi ežero vandens masės dalis yra gerai išmaišoma, todėl susiformuoja vienodos temperatūros sluoksnis, dar vadinamas epilimnionu. Žemiau epilimniono sluoksnio, kur dėl didelių tankio gradientų nebeveikia vėjo sąmaiša, vandens temperatūra sparčiai krinta. Tokiame gylyje fiksuojami dideli temperatūros gradientai ir yra išskiriamas metalimniono sluoksnis, kuris palaipsniui pereina į vienodos temperatūros sluoksnį, hipolimnioną. Toks stratifikacijos sluoksnių išsidėstymas, kai didėjant gyliui temperatūra krenta, o tankis didėja, yra vadinamas tiesiogine termine stratifikacija, kuri geriausiai matoma antrojoje vasaros pusėje.

Rudenį, vėstant viršutiniams vandens sluoksniams, mažėja vertikalūs tankio gradientai, todėl vėjo sąmaiša prasiskverbia į gilesnius sluoksnius ir taip didėja epilimniono gylis. Prie vėjo sukeltos dinaminės sąmaišos prisideda ir konvekcinė sąmaiša, nes palaipsniui vėstantis paviršinis vanduo darosi sunkesnis ir ima grimzti gilyn. Veikiant vėjo ir konvekcinei sąmaišai, epilimnionas storėja ir ardo žemiau esantį metalimnioną, kuris savo ruožtu leidžiasi žemyn. Galų gale metalimnionas visiškai suardomas, o ežero vandens masė iki galo išmaišoma ir įgyja homoterminę būseną. Tokiu metu visos vandens masės temperatūra apytiksliai lygi 4 °C.