озероБайкал.инфо

информационный сайт о Байкале


Байкал: Общая информация о Байкале; Байкал в вопросах и ответах; Маршруты; Отчеты и рассказы туристов; Турбазы; Карты; Полезная информация...

Фотографии Байкала: Западный берег Байкала (Север, Центр, Юг); Восточный берег Байкала (Север)

Публикации: Геология; Законодательство; Животный мир; История; Кругобайкальская железная дорога; Легенды и придания; Общая информация; Охраняемые территории; Растительный мир...

Каталог сайтов; Форум...

Найк москва каталог товаров - nike москва дисконт и каталог товаров brandshop.ru.


» » » Гидрофизика

Гидрофизика

Категории статьи: Байкал / Байкал в вопросах и ответах



Чем вызывается изменение цвета воды в Байкале?

Цвет воды в Байкале, как и в море, зависит от присутствия взвешенных в нем частиц, от глубины, состояния неба и характера облачного покрова, высоты стояния солнца и т. д. В открытом Байкале вода обычно синего цвета. Вблизи берегов или в придельтовых участках крупных рек—голубовато-серая либо зеленоватая из-за присутствия в ней частиц желтого цвета или буровато-коричневая за счет цвета речных вод, приносящих коричне­вые взвешенные илистые частицы или растворенные гумино-вые вещества, как, например, в придельтовой части В. Анга­ры. Зеленоватый цвет воде придают зеленые и диатомовые водоросли, бурый цвет—массовое развитие водорослей буро­го цвета в период их цветения, которое бывает обычно весной (часто под ледовым покровом). Цвет воды меняется также, когда солнце скрывается за облаками или вновь появляется в просветах.

Что такое шкала Фореля?

Шкала Фореля—это эталон от­тенков желтого, зеленого и голубого цветов. Она служит для визуального определения цвета озерной и морской воды. Цвет воды определяется сравнением с цветом эталонных раство­ров, запаянных в стеклянных ампулах, на белом фоне диска Секки. Эталонные растворы получают при смешивании в различных пропорциях двух солей: сульфата-аммония меди (медный купорос с нашатырным спиртом) и нейтрального хромовокислого калия. В шкале Фореля было 11 ампул с различными эталонами цвета, в шкале, употребляемой в СССР, 22 ампулы, и ее называют шкалой цветов воды.

Как измеряется прозрачность воды?

В озерах для приблизительной оценки прозрачности пользуются диском Секки. Это белый металлический диск диаметром 30 см. Его опускают в воду до тех пор, пока он не скроется из виду. Эта глубина и считается прозрачностью. Впервые прозрачность воды с помощью белой фарфоровой тарелки измерили моряки ВМС США в 1804 г. в Средиземном море. Опущенная тарелка была видна до глубины 44 м.

В последние годы для определения прозрачности применя­ется целый ряд электронных прозрачномеров, которые позво­ляют определить прозрачность воды на любой глубине, а результаты записать на самопишущих приборах.

Почему в Байкале вода такая прозрачная?

Байкальская вода содержит ма­ло растворенных и взвешенных веществ, поэтому прозрач­ность превосходит все озерные водоемы мира и приближается к прозрачности вод океанов.

Где в Байкале самая прозрачная вода?

В районе наибольших глубин в южной и средней котловинах. Причем самая большая проз­рачность, или самый малый коэффициент ослабления светово­го потока, не в поверхностных слоях воды, а на глубинах от 250—300 до 1000—1200 м.

Эталоном самой высокой прозрачности считалась вода Саргассова моря, находящегося в центре Северной Атланти­ки, приближающаяся к прозрачности дистиллированной воды. Здесь диск Секки исчезает из виду на рекордной глубине— 65 м. В Байкале по диску Секки прозрачность считалась до 40 м. Однако исследования с помощью электронных прозрач­номеров показали, что на глубинах 250—1200 м прозрачность байкальской воды не меньше, чем в Саргассовом море.

Почему гранила между мутными паводковыми речными водами и озерной водой резко очерчена?

В момент, когда температура речных вод выше 4° С, а воды в Байкале меньше 4° С, зона контакта этих вод не превышает 1—2 м даже при шторме. Речная вода, охлаждающаяся в зоне контакта до температу­ры максимальной плотности, опускается вертикально вниз, образуя резкую границу раздела. При боковом освещении стена мутных паводковых вод видна со стороны прозрачной воды озера до глубины 10—15 м и более.

До какой глубины проникает свет в воду Байкала?

До сих пор было принято счи­тать, что до 100 м. Последние исследования из космоса со спутников показывают, что на фотоснимках виден рельеф байкальского дна и на значительно большей глубине—до 500 м. В таком случае следует предполагать, что свет может проникать до 1000 м, т. е. до глубины, на порядок большей, чем считалось до сих пор. Так ли это—требуются дополни­тельные исследования.

Акванавты утверждают, что на глубинах до 800 м привык­ший к темноте человеческий глаз может определить проник­новение дневного света. Его полное исчезновение, регистри­руемое чувствительной фотопластинкой, происходит на глуби­нах, превышающих 1500 м.

Что такое глубинный рассеивающий слой?

Это слой воды, в котором содер­жится большое количество живых организмов. В морях в дневное время глубинный рассеивающий слой фиксируют на глубине от 200 до 500 м и более, ночью он поднимается к поверхности. В Байкале также происходит скопление организ­мов в дневное время на глубинах до 150—200 м, а ночью они поднимаются к поверхности (суточные вертикальные мигра­ции). При поисках косяков рыбы с помощью эхолота с фишлуной ясно вырисовывались рассеивающие слои на глуби­нах 50—150 м. Вероятно, это скопление планктонных рачков и, возможно, косяков промысловых пелагических рыб— омуля и бычка-желтокрылки, а возможно, и молоди голомя­нок.

Почему подводные объекты кажутся аквалангистам более крупными, чем они есть на самом деле?

Аквалангистам, пользующимся маской с плоским стеклом, подводные объекты кажутся увеличенными примерно на 30%. Это вызвано различием коэффициентов преломления света в воде и в воздухе, заключенном в маске. Аквалангист к этому привыкает и бессознательно вводит соответствующую поправку. Однако при подводной фотографии возникают серьезные трудности. Для того чтобы устранить искажение объекта, стекла в подводных фотобоксах делают изогнутыми. Специальным подбором кривизны стекла можно добиться того, что искаже­ния будут минимальными.

Какое влияние на Байкал оказывает солнечная радиация?

Она формирует погоду и климат котловины, обеспечивает фотосинтез и регулирует его ско­рость у водных растительных организмов, которые являются прямым или косвенным источником пищи для всех водных животных. Солнечная радиация оказывает влияние на размно­жение, поведение и миграции водных животных, дает им возможность видеть под водой и т. д.

Какая часть солнечной радиации проникает в воду Байкала?

Более 60% солнечной энергии поглощается в верхнем метровом слое воды, а более 80%—в верхних 10 м. На глубине 50 м интенсивность света составля­ет лишь 5% освещенности на поверхности. В прибрежных и мутных водах поглощение значительно сильнее. Глубже всего проникает излучение как раз тех длин волн, которые нужны растениям для фотосинтеза.

Какие факторы определяют глубину проникновения в водную толщу солнечного света?

Важнейшим фактором является мутность, т. е. количество взвешенных в воде твердых частиц неорганического и органического происхождения, включая осадочный материал, фито- и зоопланктон и микроорганизмы. Большое значение имеет и высота Солнца над горизонтом: глубже всего свет проникает в полдень.

Очень заметно влияют загрязнения, особенно нефтепро­дуктами. Нефтяная пленка на поверхности воды в десятки и сотни раз ослабляет интенсивность проникающего в водную толщу света.

Как изменяется спектральный состав проникающего в воду света?

Спектральный состав проника­ющего света зависит от чистоты и прозрачности воды. В поверхностных слоях задерживается длинноволновая ради­ация, глубже всего проникает коротковолновая радиация, поэтому в подводном пространстве в первую очередь исчеза­ют тепловые инфракрасные, красные, оранжевые лучи. Наи­более глубоко проникают синие, фиолетовые и ультрафиоле­товые излучения. При наличии взвешенных частиц происхо­дит рассеивание света и снижается глубина его проникнове­ния в толщину воды. Но даже тонкая корочка льда толщиной 1—2 мм на воде практически полностью задерживает все тепловые лучи. Это играет очень большую роль для нагрева­ния воды подо льдом: возникает так называемый парниковый эффект. Вода под ледяным покровом в Байкале прогревается до 1° С и выше за счет задержки излучения из воды длинноволновой радиации, способствуя ускорению разруше­ния льда снизу.

В Байкале глубина проникновения света определяется интенсивностью развития зоо- и фитопланктона и количе­ством взвешенных частиц. В приустьевых участках крупных рек глубина проникновения света снижается из-за большого количества взвешенных частиц, выносимых реками.

Что такое эвфотвчсская зона?

Верхний слой воды в водоеме, куда проникает достаточное количество света, необходимого для фотосинтеза и размножения водорослей. В ее пределах фотосинтез ограничен наличием питательных веществ. При благоприятных условиях биомасса фитопланктона может уве­личиться за сутки в 2—3 раза.

Какова плотность байкальской воды?

Ее минерализация ничтожна, и плотность близка к плотности дистиллированной воды, равна 1, так как и среднегодовая температура воды в озере около 4,0° С, т. е. близка к температуре максимальной плотности пресной воды. Плотность воды на дне Байкала, в районе максимальных глубин, на 0,64% больше, чем на поверхности озера.

Как измеряется плотность воды?

Плотность воды в Байкале обычно измеряется ареометром. В открытом океане, где требуется высокая точность, плотность не измеряется, а рассчитывается по температуре, солености и давлению (глу­бине).

Зачем лимнологам нужны исследования плотности воды?

Знание вертикального распреде­ления плотности воды в озере, как и в морских водоемах, позволяет рассчитывать направление и скорость течений. Оно также необходимо для определения устойчивости водной массы. Если более плотная вода лежит выше менее плотной, то совершенно естественно происходит перемешивание вод­ных масс. Это особенно важно знать в меромиктических озерах с разной концентрацией солей, биогенных элементов и органических веществ, чтобы прогнозировать их состояние и использование ресурсов.

Сжимаема ли озерная вода?

• Пресная вода, как и морская, практически несжимаема (коэффициент сжимаемости состав­ляет всего 0,000046 на 1 бар при нормальных условиях). Под действием давления молекулы воды несколько сближаются друг с другом, вследствие чего плотность ее немного увеличи­вается. Если бы вода была абсолютно несжимаемой, то уровень воды в Байкале оказался бы на 4,5 м выше.

С какой скоростью распространяется звук в воде?

Скорость звука в воде зависит от температуры, солености в давления. При температуре 25° С, например, скорость равна 1496 м/с. В морской воде звук распространяется в 4,5 раза быстрее, чем в воздухе. С повышением любого из упомянутых факторов (температуры, солености, давления) скорость звука в воде возрастает. При действии всех причин в среднем скорость распространения звука в пресной воде около 1450 м/с, а в морской—около 1500 м/с.

На какое расстояние может распространяться звук в воде?

Сведений об исследованиях по­добного рода в пресной воде нет. В океанах звуковые колебания, возникшие при подводном взрыве, произведенном исследовательским судном Колумбийского университета «Вема» в 1960 г., были зарегистрированы на расстоянии 12 тыс. миль. В подводном звуковом канале у побережья Австралии была взорвана глубинная бомба, и примерно через 144 мин звуковые колебания достигли Бермудских островов, т. е. почти противоположной точки земного шара.

Что такое звуковой канал?

На некоторой глубине под по­верхностью воды находится слой, в котором звук распростра­няется с наименьшей потерей энергии. Выше этой глубины скорость звука увеличивается из-за повышения температуры, а ниже увеличивается из-за увеличения с глубиной гидроста­тического давления. Этот слой представляет собой своеобраз­ный подводный звуковой канал. Звуковая волна, или луч, отклонившийся от оси канала вверх или вниз вследствие рефракции, стремится вернуться обратно в канал. Возбужда­емые в канале волны не могут из него выйти. Попав в такой канал, звук может пройти тысячи миль. Звуковой канал используется для сверхдальней подводной связи. Есть пред­положение биологов, что крупные водные млекопитающие (киты) используют этот канал для связи со своими сородича­ми, находящимися на далеком расстоянии друг от друга. Не исключено, что байкальская нерпа, а может быть, и рыбы в озере поддерживают связь, используя такой канал.

Что такое рефракция и отражение Звуковых волн?

Рефракция—это искривление направления звука в воде из-за изменения его скорости. Вследствие различий в плотности морской воды звуковые волны не распространяются прямолинейно. Кроме того, звуковая энергия рассеивается на взвесях и водных организ­мах, отражается от поверхности и дна и ослабляется при прохождении сквозь толщу воды.

На Байкале, как и вообще в пресных водоемах, гидроаку­стика пока разрабатывается недостаточно.

Насколько увеличивается давление с глубиной?

Через каждые 10 м давление увеличивается на 1 атм. (примерно на 1 кг/см2). На глубине 1000 м давление составляет около 100 атм. Этого, как счита­ют некоторые авторы, достаточно, чтобы сжать кусок дерева до половины его начального объема, так что он начнет тонуть. Однако это распространяется не на все породы древесины. Опыт, проведенный на Байкале с сухой сосновой древесиной, показал, что после извлечения с глубины 1500 м, где древесина подвергалась давлению более чем 150 атм. и выдерживалась в течение получаса, она сохранила плаву­честь, но уменьшилась в объеме на 25—30%. На дне Байкала, в районе наибольших глубин (1637 м), давление 164,7 атм.






О сайтe | Разное | Обратная связь


© 2002-2015 ozerobaikal.info