Jan 14, 2016
Tavak morfológiája
• Vízgyűjtő Area-koefficiens
• Hossz hossz (l) = a lét legtávolabbi pontot összekötő egyenes hossztengelye = szemközti partokat közti felezőpontokat összekötő vonal mélységi hossztengely = a meder legmélyebb pontjait összekötő vonal
• SzélességA hosszúság vonalra merőleges, partól
partig tartó egyenes Legnagyobb szélesség (bmax) Legkisebb szélesség (bmin) átlagos szélesség
• Mélység Maximális mélység (zm) közepes mélység Relatív mélység
A legnagyobb mélység hány százaléka a tó közepes átmérőjének
C s=S c
S
Z av=VA
Z rel=50 zmπ
A
mélységi viszonyok becslése : zzmax
• Terület (A)– Planiméterrel határozzuk meg, vagy újabban
GIS-sel• Térfogat (V)
– Integráljuk a batimetrikus térkép mélységvonalai közti térfogatot
• Parthosszúság (L)– Térképről GIS, erre szolgáló eszközzel
(rotometer, kurviometer, kartometer) mérjük.• Part tagoltság (DL)
– A tó felületének megfelelő kör kerületének a part hosszához való aránya
• Meder mélyüléseTetszés szerinti helyen két kiválasztott pont
távolságának és vízmélység különbségük aránya. S (%) = 100 * L / h
• Tartózkodási idő– Mennyi idő alatt lehet az üres tómedret a
természetes befolyók vizével feltölteni. A tó térfogata és a befolyó vízhozamának aránya
Tavak morfológiája
V=h3A1A2 A1A2
o
LA
LD
2
h
LS 100(%)
Vízmozgások
Vízmozgások• Laminális és turbulens áramlás
– Reynolds szám R<500 laminális
2000< R turbulens
– Turbulens viszkozitás (jóval magasabb mint a molekuláris)
• Áramlások– Langmuir cirkuláció– Szélkeltette áramlás (vízszint kilendülés denivelláció)– Konvekciós áramlás – sűrűség különbség hozza létre– Ki és befolyó víz sodra – kisebb tavakban lehet jelentős
• Tólengés (Seiche)– Balaton 10-12 óra, Genfi-tó 73 perc
• Dagály (Bajkál : 15 mm; Felső-tó 20 mm)
R=U∗L
U = sebességL = a meder referencia hossza = kinematikus viszkozitás
Hullámzás
hullámhossz (L)hullám magasság (H)frekvencia periodicitás
advekció – horizontális mozgás – vonszolt részecske – üledéklerakódás
Langmuir áramlás
Szél keltette belső áramlás
Seiche [szézs]
– uninodális, bi-, multinodális
zg
LT
2
Periódus idő (T):
Seiche
Belső seiche
A vízfelszin stabilizálódik, a termoklin mozgása folytatódik
Vízáramlások időskálája
Befolyó indukálta áramlás
A befolyó és a tó vizének sűrűségkülönbsége alapján:
•ráfolyó•aláfolyó•köztes befolyás
Vizek fényklímája 200 – 400 nm UV : az összes sugárzás 3 %-a 380 – 750 nm látható fény (Photosynthetically Active Radiation) 46-48 % >750 nm infravörös és hő
A Föld felszínét érő globálsugárzás
A fény lehatolása desztillált vízben
Red 720 nmOrange 620 nmYellow 560 nmGreen 510 nmBlue 460 nmViolet 390 nm
Vizek fényklímája• Reflexió, transzmisszó és extinció
– Albedo - a beeső és a visszavert fény aránya– A behatoló fény fokozatosan elnyelődik.
• Fényattenuációs/fényextinciós koefficiens (k)• Eufotikus ill. afotikus réteg (határ a közvetlenül a felszin alatt mérhető sugárzás 1%-a)
– Eufotikus réteg (zeu = ln 100 / k = 4,6 / k)– Fényviszonyok mérése:
• Fotométerek• Kvantum szenzorok• Secchi korong
• Víz alatti fény spektrális összetétele– Átlátszó vizekben a vörös oltódik ki elősző, a kék jut a legmélyebbre– Turbid vizekben először a kék oltódik ki és a vörös jut a legmélyebbre
• Jég és hótakaró hatása a fényklímára– Fekete jég átereszti a fényt– Fehérjég visszaveri abszorbeálja– Eu- és hipertróf vizekben fehér jég alatti halpusztulás következhet be.
• UV sugárzás és hatása– Az oldott szervesanyag (DOC) elnyeli az UV– A vízi szervezetek pigmentek termelésével védekeznek
• Víz alatti látás– A fény csökkenésével a planktonfogyasztó halak akciórádiusza is csökken– Kritikus észlelési (percepciós) mélység (zp)
zp=7,8 / k k=fényextinciós koefficiens
Hőmérsékleti rétegzettség
0 10 20 30
0
5
10
15
20
25
30
35
mél
ység
(m
)
hőmérséklet (°C)
epilimnion
hipolimnion
metalimnion
Termoklin:
Az a mélységi pont ahol a hőmérséklet csökkenés maximális (> 1 °C per m)
Hőmérsékletváltozás a mélység mentén:hatása a konvekciós áramlásra
Relative thermal resistance:az adott két réteg sűrűségkülönbsége viszonyítva a 4°C és az 5°C víz sűrűségkülönbségéhez
Hőmérsékleti rétegzettség• Tavak fő rétegzettségi tipusai
– Amiktikus• Egész év során fagyott tavak (Grönland, Antarktisz)
– Meromiktikus• A tó rendszeresen átkeveredik, csak nem teljes mélységben.• Monimolimnion nem átkeveredő, mixolimnion átkeveredő réteg
– Holomiktikus• Hideg monomiktikus
– Az év nagy részében be vannak fagyva, a jégtakaró elolvadásakor teljes felkeveredés
– A vízhőmérséklet nem haladja meg a 4 °C-t– Arktikus ill. hegyi tavak
• Dimiktikus– Tavaszi és őszi felkeveredés– Hideg mérsékelt övi szubtrópusi magashegyi tavak
• Meleg monomiktikus– Soha nem fagynak be.– Meleg időszakban stabil rétegzettség– Melegebb mérsékelt övi tavak
• Oligomiktikus– Nem rendszeres felkeveredő tavak– Főként trópusok, de Garda-tó, I
• Polimiktikus– Gyakran vagy folyamatosan felkevert állapotban vannak. Sekély tavak,
amikben azért múló rétegzettség kialakulhat– atelomiktikus: trópusokon, naponta átkeverdik (nagy napi hőingás)
Rétegzettség tipusok