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