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

Reflexió Transzmisszió Extinkció

A felszínről visszavert fény

3-14%

Habok, hullám: 40%-ig

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-1Albedo - a beeső és a visszavert fény aránya

A fény törése a vízben: Snell ablak

n2,1

: törésmutató (víz,levegő)=1,33

Határszög (víz): 48°35'

http://www.daveread.com/uw-photo/comp101/snells_window.html

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)

Fotikus és afotikus réteg

- Mélység és optikai mélység

- Évszakos változások

fitoplankton/abioszeszton

- Mérési módszerek

1) Kvantumszenzorok (2π, 4π)

2) Secchi korong (Ø 25 cm)

A fény lehatolása desztillált vízben

Red 720 nmOrange 620 nmYellow 560 nmGreen 510 nmBlue 460 nmViolet 390 nm

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 8 13,5

Crytal Lake, Wisconsin 14 20

Waldo Lake, Oregon 28 127

Crater Lake, Oregon 38 120

Lake Tahoe, California 33-41 136

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)

Víz alatti UVUV-C (távoli ultraibolya): 40-280 nm. E tartományt az atmoszféra erősen elnyeli, csak igen elenyésző mennyiség éri el a Föld felszínét.

UV-B (közepes ultraviola): 280-320 nm. Károsító hatása jelentős: egyrészt a DNS szintjén, másrészt mert a fotoszintetikus pigmentek stabilitását változtatja meg.

UV-A (közeli ultraviola): 320-400 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.

DOC: UV-pajzs

De: DOC fotodegradáció, szabad gyökök

• 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

hőmérséklet (°C)

epilimnion

hipolimnion

metalimnion

Termoklin:

Az a mélységi pont ahol a hőmérséklet csökkenés maximális (> 1 °C per m)m

élység (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

A Kecskészugi Holt Körös hőmérsékleti rétegzettsége 2000-ben

90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 037,6

7,8

8,0

8,2

8,4

8,6

8,8

hôm

érsé

klet

(°C

)

100 m 200 m 300 m üledékfelszín

A Garda tó vízhőmérsékletének alakulása 100, 200, 300 és 350 (üledék felett) m mélységben 1990 és 2003 között

Folyók Tározók Tavak

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

A folyók, tározók és tavak hőrétegzettségének és hőháztartásának összehasonlítása

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.