Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Sluneční záření, světelné klima a tepelný režim vod.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Sluneční záření, světelné klima a tepelný režim vod."— Transkript prezentace:

1 Sluneční záření, světelné klima a tepelný režim vod

2 Globální záření: 100 – 3000 nm FAR (fotosynteticky aktivní záření) : 380 – 710 nm PAR – photosyntetically available radiation

3 Faktory ovlivňující množství a spektrální složení světla dopadajícího na zemský povrch po odrazu -Odraz -Rozptyl -Absorpce (O 3, O 2, CO 2, H 2 O)

4 Sezónní změny Intenzity globálního záření v různých zeměpisných šířkách vytváří teplotní gradient na Zemi - rozdíly ve srážkách - pohyby vzduchu - teplotní stratifikace jezer

5 Faktory ovlivňující množství a spektrální složení světla pronikajícího pod vodní hladinu odraz od vodní hladiny závisí na – úhlu dopadajícího záření (denní a sezónní změny) – charakteru povrchu hladiny (vlny, sníh, led) přímé zářenídifúzní záření

6 Odraz, rozptyl a absorpce ve vodním sloupci Absorpce (extinkce) závisí na - množství a typu částic (průhlednosti vody) - koncentraci a charakteru rozpuštěných látek (barvě vody) I Z = I 0 e -kz I 0 – záření těsně po hladinou I Z – záření v hloubce z k – extinkční koeficient k = k w + k p + k c w – water p – particles c – color I Z = I 0 e -kwz + I 0 e -kpz + I 0 e -kcz k = (ln I 0 – ln I z ) / z Faktory ovlivňující množství a spektrální složení světla pronikajícího pod vodní hladinu

7 Transmitance (propustnost světla) v destilované vodě Red720 nm Orange620 nm Yellow560 nm Green510 nm Blue460 nm Violet390 nm Ve vodních nádržích nejhlouběji proniká zelená složka záření a modrá složka se zachycuje v povrchové vrstvě v důsledku přítomnosti rozpuštěných organických látek

8 UV záření UV C – 40 – 280 nm - malé množství, nebezpečné UV B – 280 – 320 nm – změny DNA, nebezpečné UV A – 320 – 400 nm – mírně nebezpečné pronikání do vody –UV A – nejhlouběji UV B UV C – nejméně hluboko organické látky ve vodě (DOC) – silná absorpce – fotodegradace huminových látek – zpřístupňování organických látek pro mikroorganismy

9 Světlo a fotosyntéza v jezeře/nádrži – vrstva eufotická, trofogenní P>R afotická, trofolytická P

10 Hodnotu k lze získat: - měřením světla ve vodním sloupci pyranometrem, fotometrem - měřením průhlednosti vody (transparency) Secchiho deskou ?? k=1.7/z SD ?? 30. léta 20. stol., moře léta 20. stol. -- rozsah konverzního faktoru 0.5 – podhodnocuje v barevných vodách – huminové látky - nadhodnocuje v zakalených vodách

11 Význam světla pro heterotrofní organizmy ve vodě -přijímání potravy -vertikální a horizontální migrace -shlukování kritické – 0.04% I 0 světlo potřebné pro ryby nebo zooplankton pro orientaci je o několik řádů nižší než světlo potřebné pro fotosyntézu

12 Teplotní stratifikace

13 Závislost změn hustoty vody na teplotě

14 Změna teploty ve vodním sloupci: vliv konvekčního proudění a větru

15 Sezónní vývoj teplotní stratifikace dimiktické nádrže mírného pásma

16 Roční cyklus – dimiktické jezero/nádrž A jarní míchání B začátek letní stratifikace C vrchol letní stratifikace D podzimní míchání E zimní (převrácená) strat.

17 Typy stratifikace jezero/nádrž: amiktické – trvale zamrzlé, není „klasické míchání“ studené monomiktické – led; 1 míchání; léto bez ledu studené polymiktické – led; mělké; léto bez ledu dimiktické teplé polymiktické – bez ledu; mělké; vícekrát mícháno teplé monomiktické – bez ledu; hluboké

18 Typy stratifikace

19 Holomixie x Meromixie nedojde k promíchání celého vodního sloupce mixolimnion x monimolimnion chemoklina, haloklina čas

20 Eufotická vrstva vs. epilimnion

21 Plyny ve vodě Rozpustnost plynů ve vodě (i) chemická povaha plynu a kapaliny - reagující plyny jsou rozpustné hodně (NH 3, CO 2 ve vodě), nereagující méně (O 2, N 2 ve vodě; interakce dané polárními a nábojovými vlastnostmi částic) (ii) tlak - Henryho zákon - rozpustnost za dané teploty je úměrná parciálnímu tlaku nad roztokem: c = K H × p T=konst.kde K H je Henryho konstanta, (iii) teplota - s rostoucí teplotou rozpustnost klesá (rozdíl oproti většině pevných látek je rozpouštění plynů v kapalinách je exotermní proces)

22 Faktory ovlivňující rozpustnost plynů ve vodě teplota atm. tlak pokles s nadm. výškou o 1,4% na každých 100 výškových metrů (Slapy 4%, Římov 6%, Ľadové pleso ~30%) složení atmosféry tlak ve vodním sloupci kombinace atm. a hydrostatického tlaku, možnost přesycení v hloubce P z =P z salinita exponenciální pokles se vzrůstem koncentrace solí

23 Nasycení, přesycení, podsycení

24 Kyslík koncentrace ve vodě je výsledek metabolických procesů (fotosyntéza, respirace) a výměnou s atmosférou reaerace – po koncentračním gradientu, koef. přestupu fotosyntéza vs. respirace spotřeba O 2 ve vodě - rozklad org. látek na CO 2 a H 2 O - nitrifikace spotřeba O 2 sedimenty uplatnění procesů - rozdíl den x noc

25 Kyslíkové profily Orthográdní: koncentrace kyslíku jsou blízké koncentracím nasycení ve všech hloubkách (oligotrofní jezera) Klinográdní: vykazuje deficit ve spodní vrstvě (hypolimniu). - respirace rostlin, respirace živočichů, bakteriální respirace při rozkladu, - fotochemické děje - např. oxidace huminových látek UV zářením (pouze u dystrofních vod v létě), - chemické oxidace (Fe II, Mn II ). Pozitivní heterográdní: metalimnetické maximum - přirozený vznik (nižší saturační koncentraci v létě v epilimniu a zároveň v hypolimniu vyčerpávání), - fotosyntézou planktonních řas, nárostových řas anebo makrofyt. Negativní heterográdní: metalimnetické minimum - respirace zooplanktonu; - rozklad sedimentujícího sestonu (n. Římov, Švihov); - bakteriální oxidace methanu a vodíku unikajících ze sedimentů; - velká plocha dna v dané hloubce

26 ortográdní klinográdní negatnivní heterográdní pozitivní heterográdní

27 Roční průběh tepoty a koncentrace kyslíku jarní mícháníletní stratifikacepodzimní míchánízimní stratifikace oligotrofní jezero eutrofní jezero

28 Deficit kyslíku vznik deficitu - poměr trofogenní a trofolytické zóny

29 Hodnocení deficitu kyslíku Aktuální kyslíkový deficit - rozdíl mezi saturační hodnotou při aktuální teplotě u hladiny a hodnotou v hypolimniu. Absolutní kyslíkový deficit - rozdíl vzhledem k saturační hodnotě při 4°C (teplota jarního míchání) Relativní kyslíkový deficit - rozdíl k naměřené hodnotě při jarní cirkulaci. Anoxický plošný faktor AAF AAF = (trvání anoxie × plocha anoxických sedimentů)/A 0 kde A 0 je plocha hladiny Anoxický objemový faktor AVF AVF = (trvání anoxie × objem anoxické vody)/V 0 kde V 0 je celkový objem vodního tělesa


Stáhnout ppt "Sluneční záření, světelné klima a tepelný režim vod."

Podobné prezentace


Reklamy Google