Лекция: Зимний период.
При обратной температурной стратификации в результате охлаждения поверхностного слоя ниже температуры замерзания (на несколько десятых градуса) происходит замерзание озера. Чем больше минерализация воды, тем ниже температура замерзания. В озерах с соленость воды выше 24,7 %0 обратная температурная стратификация невозможна, так как температура наибольшей плотности воды ниже температуры ее замерзания. Охлаждаясь на поверхности, вода, как более тяжелая, опускается вниз. При этом создаются благоприятные условия для образования донного льда.
Процесс льдообразования на озерах начинается так же, как и на реках, с возникновения заберегов и сала. На небольших озерах забереги и сало быстро смерзаются, и все озера покрываются льдом. На поверхностях больших и глубоких озер, подвергающихся воздействию ветра, образование сплошного ледяного покрова задерживается. Волны ломают края заберегов и лед, образующийся местами в открытой части озера, возникают плавучие льды и даже целые ледяные поля. Сплошной покров появляется в результате смерзания всех ледяных образований, включая всплывший донный лед. Процесс замерзания больших озер продолжается 30 – 45 дней. Ледостав на озерах в общем наступает на 8 – 10 дней раньше, чем на реках.
Нарастание льда идет снизу и сверху, причем интенсивность нарастания снизу наибольшая в первые дни ледостава (5 – 7 см в сутки). Обладая малой плавучестью, лед под тяжестью снега легко погружается в воду, которая, поднимаясь по трещинам, пропитывает снег и замерзает. Происходит нарастание льда сверху. В результате лед может состоять из нижнего «озерного» льда сверху. В результате лед может состоять из нижнего «озерного» льда, чистого и прозрачного, и верхнего «наслуза», мутного и беловатого, образующегося из снега. Толщина льда на озерах достигает 200 см. У берегов озер лед обычно толще, чем в средней части. Лед и особенно покрывающий его снег делают практически невозможным теплообмен между водной массой и атмосферой.
Вскрываются озера в результате постепенного таяния сначала снега, затем находящегося под ним льда. Лед становится пористым и дробится, по краям озера образуются забереги. В бессточных озерах лед тает на месте, в сточных – часть льда выносится реками. Вскрытие озер происходит на 8 – 15 дней позднее, чем вскрытие рек.
В незамерзающих озерах умеренных широт охлаждение продолжатся в течении всей зимы и минимальной температура воды бывает перед началом весеннего нагревания. Охлаждение обычно происходит в условиях сильного ветрового перемешивания, поэтому температура во всей толще воды опускается до 2 – и ниже.
В очень глубоких озерах полного перемешивания воды не происходит, например оз. Байкал обратная стратификация устанавливается в слое 200 – 250 м, глубже – всегда прямая стратификация, и на глубине 1600 м вода имеет температуру наибольшей плотности. С увеличением давления температура наибольшей плотности воды понижается, поэтому на большей глубине в Байкале она равна .
Большим своеобразием отличается термический режим соленых озер. При высокой солености конвективное перемешивание вызывается в большей степени солевыми различиями в плотности, чем температурным. Ветровое перемешивание затруднено повышенной плотностью воды. Летом вода прогревается до 50 –, зимой охлаждается до и ниже. Годовые амплитуды колебания температуры достигают 80 –. В зависимости от температуры наиболее минерализованной (наиболее плотной) воды, опускающейся на дно, в озере в любой сезон может возникнуть только прямая или только обратная стратификация. Глубокие соленые озера умеренной зоны имеют на дне воду с температурой, соответствующей зимним температурам на поверхности.