Tavak morfológiája

Az előadások a következő témára: "Tavak morfológiája "— Előadás másolata:

1

2 Tavak morfológiája 𝐶 𝑠 = 𝑆 𝑐 𝑆 𝑍 𝑎𝑣 = 𝑉 𝐴 𝑍 𝑟𝑒𝑙 = 50 𝑧 𝑚 𝜋 𝐴 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 Szélesség A 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 = 𝑉 𝐴 𝑍 𝑟𝑒𝑙 = 50 𝑧 𝑚 𝜋 𝐴

3 𝑧 ˉ 𝑧 𝑚𝑎𝑥 mélységi viszonyok becslése :

4 Tavak morfológiája 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 mélyülése Tetszés 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 𝑉= ℎ 3 ( 𝐴 1 + 𝐴 𝐴 1 𝐴 2 = ℎ 3 ( 𝐴 1 + 𝐴 2 𝑉= ℎ 3 ( 𝐴 1 + 𝐴 𝐴 1 𝐴 2 𝐷 𝐿 = 𝐿 2 𝜋𝐴 𝑜 𝑆( =100 𝐿 ℎ

5 Vízmozgások

6 Vízmozgások Laminális és turbulens áramlás Áramlások Tólengés (Seiche)
Reynolds szám R<500 laminális < 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 óra, Genfi-tó 73 perc Dagály (Bajkál : 15 mm; Felső-tó 20 mm) 𝑅= 𝑈∗𝐿 ν U = sebesség L = a meder referencia hossza  = kinematikus viszkozitás

7 Hullámzás hullámhossz (L) hullám magasság (H) frekvencia periodicitás advekció – horizontális mozgás – vonszolt részecske – üledéklerakódás

8 Langmuir áramlás

9 Szél keltette belső áramlás

10 Seiche [szézs] – uninodális, bi-, multinodális Periódus idő (T):

11 Seiche

12 Belső seiche A vízfelszin stabilizálódik, a termoklin mozgása folytatódik

13 Vízáramlások időskálája

14 Befolyó indukálta áramlás
A befolyó és a tó vizének sűrűségkülönbsége alapján: ráfolyó aláfolyó köztes befolyás

15 Vizek fényklímája 200 – 400 nm UV : az összes sugárzás 3 %-a
380 – 750 nm látható fény (Photosynthetically Active Radiation) % >750 nm infravörös és hő

16 A Föld felszínét érő globálsugárzás

17 A fény lehatolása desztillált vízben
Red 720 nm Orange 620 nm Yellow 560 nm Green 510 nm Blue 460 nm Violet 390 nm

18 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

19 Hőmérsékleti rétegzettség
epilimnion Termoklin: Az a mélységi pont ahol a hőmérséklet csökkenés maximális (> 1 °C per m) metalimnion mélység (m) hipolimnion hőmérséklet (°C)

20 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

21 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)

22 Rétegzettség tipusok