Alkalmazott hidrobiológia (MAVÍZ, Budapest, 2007)
2. Fizikai és vízkémiai alapok
Fizikai és vízkémiai alapok 49 A vizek lehűlésében nagy szerepe van a párolgásnak, a termálvizek kivezetésénél, el folyásoknál, csak kisebb mértékben játszik közre a kisugárzás és a hővezetés. A vizek felmelegedésében és lehűlésében, valamint a vízbiológiai és vízdinamikai szempontból nagy jelentőségű az, hogy a hőmérséklet emelkedésével vagy süllyedésével a víz sűrűsége megváltozik. Az áramlásoknál a vízfelület felső rétegének mole-kulái a hőmérséklet csökkenésével, lehűlnek, és a sűrűségük megnő. Tehát helyet cserélnek az alsóbb rétegekben lévő melegebb részecskékkel. Ez a folyamat addig megy végbe, amíg az egyenletes sűrűség és hőmérséklet kialakul bizonyos mélységben. Horizontális áramlást okoz a szélhatás a víz különböző hőmérsékletű rétegeinek a határfelületén. Akkor jön létre a vertikális vízmozgás, amikor a felszíni vízréteg bizonyos mértékben a levegő hőingadozását követi, mivel a víz és a levegő között hőkicserélődés jön létre. A levegő hőmérsékletének évszak szerinti változása, valamint a szélhatás a tavak vizének hőmérsékletét jellegzetesen alakítja. Az állóvizekben a nyári és a téli évszakokban hőmérsékleti rétegződés jön létre. A tavaszi és az őszi hónapokra a közel egyenletes vízhőmérséklet jellemző. Mérsékelt égöv mélyebb tavainál nyári és téli hónapokban tartós hőmérsékleti rétegződés jön létre. A vizek periodikus hőmérsékleti változását, a rétegződés kialakulásának megfigyelésével lehet szemléltetni (2.3 ábra). A mérsékelt égövi mély tavaknál a téli hónapokban indirekt rétegződés alakul ki. A felszínt takaró jégréteg alatt +1-2 °C-os víz található, majd nagyobb mélységben +4 °C körüli víz van. A levegő hőmérsékletének emelkedésével a jégréteg felolvad. A levegőből származó hő elnyelésével lassanként a víz egész tömege fel- melegszik. A lassú felmelegedés következtében, valamint a szél hatására a tóban olyan állapot jön létre, amikor az egész víztömeg kb. +4 °C-os lesz. Ezt a felmelegedést elsősorban, a légkörből származó hő elnyelés okozza. A legkisebb szélfúvásra a felszíni vízrétegek horizontálisan elmozdulnak. A víztömeg egységes hőmérséklete és sűrűsége miatt a felszínen kialakult áramlás a fenék felé halad, az egész víztömeg körben áramlik, ez a tavaszi teljes cirkuláció. A levegő hőmérsékletének további emelkedésével a felszíni vízréteg hőmérséklete tovább nő. A felmelegedett víztömeg, a felszíni vízréteg és a mélyebb vízréteg hőmérsékleti és sűrűségbeli különbsége miatt, valamint a szél hatására, horizontálisan elmozdul, így ellenáramlás jön létre (2.4. ábra). A felszíni és a mélyebb vízréteg között a sűrűség és a hőmérséklet különbség olyan jelentősen eltér, hogy az áramlás nem hatol a fenékig, hanem a hideg réteg határán visszafordul. Ez az áramlás a hidegebb vízrétegben ellenkező irányú mozgást vált ki. így a két réteg egymáshoz viszonyítva ellentétesen cirkulál, a felmelegedés tovább nő, a felszíni és mélységi víztömegek hőmérsékleti, sűrűségi eltérése fokozódik. A fizikai tényezők miatt a tó víztömege elkülönül egy felső felmelegedett (epilimnion), és egy mélyebben fekvő alacsonyabb hőmérsékletű (hipolimnion), hideg rétegre. A két rétég határán a hőmérséklet ugrásszerűen csökken, itt alakul ki a váltóréteg a méta-
