Vizek fényklímája 200 – 400 nm UV : az összes sugárzás 3 %-a

Az előadások a következő témára: "Vizek fényklímája 200 – 400 nm UV : az összes sugárzás 3 %-a"— Előadás másolata:

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

2 A Föld felszínét érő globálsugárzás

3 Reflexió Transzmisszió Extinkció
A vízoszlopba jutott, az által áteresztett fény (%), ezt mérjük A vízoszlopba által elnyelt fény, a transzmisszóból számítjuk. Egyéb szakkifejezések: Fényattenuáció Fénykioltás Iz = I0 e-k z k = (ln Iz - ln Io)/z extinkciós koefficiens 0,05 – 10 m-1 Albedo - a beeső és a visszavert fény aránya A felszínről visszavert fény 3-14% Habok, hullám: 40%-ig

4 A fény törése a vízben: Snell ablak
n2,1: törésmutató (víz,levegő)=1,33 Határszög (víz): 48°35'

5

6

7 A PAR csökkenése a mélység függvényében különféle tavakban
N: Lake Nakuru (Kenya) LCM, LCD: Bodeni-tó (május, december) S:Schöchsee (Németo, június) K: Königsee (Németo) LT: Lake Tahoe (USA)

8 Fotikus és afotikus réteg
Mélység és optikai mélység Évszakos változások fitoplankton/abioszeszton Mérési módszerek Kvantumszenzorok (2π, 4π) Secchi korong (Ø 25 cm)

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

10 A Secchi átlátszóság és a szubmerz makrofiton állományok maximális elterjedési mélysége közti összefüggés Tó Secchi átlátszóság (m) Legmélyebb tapasztalt makrofiton elterjedési mélység (m) Cystal Lake, Minnesota 0,32-0,55 1,75 Sweeney Lake, Wisconsin 0,6-1,0 2,25 Lake Itasca, Minnesota 1,8 3,5 Montezuma Well, Arizona 3,1 7,5 Walden Pond, Massachussets 6,0+ 16 Long Lake, Minnesota 8 11 Weber Lake, Wisconsin 13,5 Crytal Lake, Wisconsin 14 20 Waldo Lake, Oregon 28 127 Crater Lake, Oregon 38 120 Lake Tahoe, California 33-41 136

11 A százalékos fényáteresztés és a különféle borítások vastagsága közti összefüggés egy magas szélességi övön fekvő tóban. A 100% a PAR-t jelenti a felszínen (reflexió nélkül)

12 De: DOC fotodegradáció, szabad gyökök
UV-C (távoli ultraibolya): nm. E tartományt az atmoszféra erősen elnyeli, csak igen elenyésző mennyiség éri el a Föld felszínét. UV-B (közepes ultraviola): nm. Károsító hatása jelentős: egyrészt a DNS szintjén, másrészt mert a fotoszintetikus pigmentek stabilitását változtatja meg. UV-A (közeli ultraviola): nm. Laboratóriumi vizsgálatok szerint csak kismértékű károsodást okoz, minthogy egy fotonra vetített energiája sokkal kisebb, mint az UV-B tartományba eső fotonokéi. Tekintettel azonban arra, hogy a felszínt érő UV sugárzás legnagyobb része e tartományba esik, az élőlényekre gyakorolt károsító hatás volumenében ugyanakkora, ha nem nagyobb, mint az UV-B sugárzásé. A vízben az UV-A kioltódása lényegesen gyengébb, mint az UV-B-é, emiatt mélyebbre hatolhat. Víz alatti UV DOC: UV-pajzs De: DOC fotodegradáció, szabad gyökök

13 Víz alatti látás A fény csökkenésével a planktonfogyasztó halak akciórádiusza is csökken Kritikus észlelési (percepciós) mélység (zp) zp=7,8 / k k=fényextinciós koefficiens

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

15 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

16 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)

17

18 Rétegzettség tipusok

19 A Kecskészugi Holt Körös hőmérsékleti rétegzettsége 2000-ben

20 A Garda tó vízhőmérsékletének alakulása 100, 200, 300 és 350 (üledék felett) m mélységben és 2003 között

21 A folyók, tározók és tavak hőrétegzettségének és hőháztartásának összehasonlítása
Hőmérséklet ingadozása Nagy, gyors Gyors a folyóvízi zónában, mérsékelt a tavi zónában Lassú, folyamatos Hőrétegzettség ritka Változó, rendszertelen. A folyami zóna gyakran túl sekély, a taviban gyakran alakul ki időszakos rétegzettség. Rendszeres Térbeli különbségek (nyáron) Hideg a felső folyáson, melegszik Növekedő átlaghőmérséklet Meleg epilimnion, hideg hipolimnion Talajvíz hatás Jelentős, hűtő hatása van Relatíve elenyésző Csak bizonyos tavakban jelentős, ott hűtő hatása van A vizgyűjtő hatása Jelentős, különösen, ha a befolyó a főfolyástól lényegesen különbözik Kicsi vagy mérsékelt Kicsi és a befolyás területére korlátozódik Árnyékoló hatás Jelentős, elősegíti a hőmérséklet állandóságát Kicsi Kicsi, elhanyagolható Jégképződés Ritka, átmeneti Általában átmeneti Rendszeres, kiszámítható

22 A helioterm jelenséget világviszonylatban először Kalecsinszky Sándor kolozsvári vegyész magyarázta meg 1902-ben, a Medve-tó vizét vizsgálva. A heliotermikus tavak vizének a felszínhez közeli rétege (ameddig a nap sugarai be tudnak hatolni), a napsütés hatására magas hőmérsékletre (akár 80°C) melegszik fel. A jelenség csak sós tavak esetében jön létre, ha a tóba ömlő patakok és a csapadékvíz néhány cm-es édesvízréteget hoz létre a felszínen, amely nem elegyedik, mert sűrűsége kisebb, mint az alatta elhelyezkedő sós vízé. A kisebb sűrűségű édesvíz üvegházhatást hoz létre, meggátolja a sós víz felszínre jutását és lehűlését.