Температурный
режим.
Отличается в воде, во-первых, меньшим притоком тепла, во-вторых, большей
стабильностью, чем на суше. Часть тепловой энергии, поступающей на поверхность
воды, отражается, часть расходуется на испарение. Испарение воды с поверхности
водоемов, при котором затрачивается около 2263х8Дж/г, препятствует перегреванию
нижних слоев, а образование льда, при котором выделяется теплота плавления (333,48 Дж/г), замедляет их охлаждение.
Изменение температуры в текущих водах следует за ее
изменениями в окружающем воздухе, отличаясь меньшей амплитудой.
В озерах и прудах умеренных широт термический режим
определяется хорошо известным физическим явлением — вода обладает максимальной плотностью при 4°С. Вода в них четко
делится на три слоя: верхний —эпилимнион, температура которого
испытывает резкие сезонные колебания; переходный, слой температурного скачка, —металимнион, где отмечается резкий
перепад температур; глубоководный (придонный) —гиполимнион доходящий до самого дна,
где температура в течение года изменяется
незначительно.
Летом наиболее
теплые слои воды располагаются у поверхности, а холодные — у дна. Данный вид послойного распределения температур в водоеме
носит название прямой стратификации Зимой,
с понижением температуры, происходит обратная
стратификация. Поверхностный слой воды имеет температуру близкую к 0°С. На
дне температура около 4°С, что соответствует максимальной ее плотности. Таким
образом, с глубиной температура повышается. Это явление называют температурной дихотомией. Наблюдается в
большинстве наших озер летом и зимой. В результате нарушается вертикальная циркуляция
образуется плотностная стратификация воды, наступает период временного застоя —стагнация
(рис. 5.8).
С дальнейшим
повышением температуры верхние слои воды становятся все менее плотными и уже не
опускаются — наступает летняя стагнация. '
Осенью поверхностные воды снова охлаждаются до 4°С и
опускаются на дно, вызывая вторичное в году перемешивание масс с выравниванием
температуры, т. е. наступлением осенней гомотермии
В морской среде также существует термическая
стратификация определяемая глубиной. В океанах выделяют следующие слои Поверхностный — воды подвержены действию ветра, и по аналогии с атмосферой этот
слой называют тропосферой или морской
тер-мосферои. Суточные колебания
температуры воды наблюдаются здесь примерно до 50-метровой глубины, а сезонные
отмечаются и глубже. Толщина термосферы достигает 400 м. Промежуточный — представляет собой постоянный термоклин. Температура в нем в разных морях и океанах
опускается до 1—3°С. Простирается примерно до глубины 1500 м. Глубоководный — характеризуется одинаковой температурой
около 1—3°С, за исключением полярных районов, где температура близка к 0°С.
В целом же следует отметить,
что амплитуда годовых колебании температуры в верхних слоях океана не более 10_15 "С в континентальных водах 30—35°С.
Рис. 5.8. Стратификация и перемешивание воды в
озере
(по Э. Гюнтеру и др., 1982)
Глубокие слои воды отличаются постоянством
температуры. В экваториальных водах среднегодовая температура поверхностных
слоев составляет 26—27°С, в полярных — около 0°С и ниже. Исключением являются
термальные источники, где температура поверхностного слоя достигает 85—93°С.
В воде как среде жизни, с одной стороны, существует
довольно значительное разнообразие температурных условий, а с другой — термодинамические особенности водной среды,
такие, как высокая удельная теплоемкость, большая теплопроводность и расширение
при замерзании (при этом лед образуется лишь сверху, а основная же толща воды
не промерзает), создают благоприятные условия для живых организмов.
Так, для зимовки многолетних гидрофитов в реках и
озерах большое значение имеет вертикальное распределение температур подо льдом.
Наиболее плотная и наименее холодная вода с температурой 4°С располагается в
придонном слое, куда опускаются зимующие почки (турионы) роголистника, пузырчатки,
во-докраса и др. (рис. 5.9), а также
целые облиственные растения, такие, как ряска, элодея.
Утвердилось мнение, что погружение связано с
накоплением крахмала и утяжелением растений. К весне крахмал превращается в
растворимые сахара и жиры, что делает почки легче и обеспечивает возможность их
всплытия.
Организмы в водоемах умеренных широт хорошо
приспособлены к сезонным вертикальным перемещениям слоев воды, к весенней и
осенней гомотермии, к летней и зимней стагнации. Поскольку температурный режим
водоемов характеризуется большой стабильностью, среди гидробионтов в большей
мере, чем среди организмов суши, распространена стенотермность.
Эвритермные виды встречаются главным образом в
мелких континентальных водоемах и на литорали морей высоких и умеренных широт,
где значительны суточные и сезонные колебания.