Download - Vizek fényklímája
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.