Прыведзены некаторыя віды раслін, іх характарыстыка. Праводзіцца ацэнка значэння батанічнага саду, экалагічнага становішча ў ім.

Бібліягр. 2 назв., рыс.25.

Summary

Andreeva K.S., Benediktovich K.V., Krivitskaya H.V. Variety of flora in the Central botanical grounds of National science academy of Republic of Belarus (article). – Minsk, 2009.

– 24 p.

Botanical grounds, variety of flora, natural circumstances, conservatory, meaning, ecological condition.

Botanical grounds as the natural complex, its history and structure are considered. Some types of plants, their characteristic are given. The estimation of meaning of the botanical grounds, ecological estimation have been fulfilled.

The bibliography 2 references, figures 25.

УДК 581.9(213.5)

Е.А. Козлов

МОНИТОРИНГ ТЕРМИЧЕСКОГО РЕЖИМА ОЗ. ЛУКОМСКОЕ В ЛЕТНЕ-ОСЕННИЙ СЕЗОН 2009 Г.

Первичными параметрами анализа неоднородности термической структуры водоема при стабильных температурных условиях, относительно сильном перемешивании и значительном тепловом и динамическом воздействии при сбросе повышенного объема подогретых вод в летний период можно считать вертикальную температурную неоднородность. Расчет и наглядное представление вертикального температурного градиента, а также выяснение его положения в пространстве водной массы по акватории свидетельствует об изменениях термической неоднородности водной массы для заданных параметров температуры со значимым порогом в 0,5 °.

Таблица 1 Характеристика вертикальной температурной неоднородности водной массы

в летне-осенний сезон 2009 г.

А) 18 июля 2009 г.

Номер	Вертикальный температурный									Глубина, м
		градиент, °/м
промерной
									макс. вертикального			промерной
вертикали	средний		макс.				Δγ,°
								температурного градиента				вертикали
9	0,50		0,7			0,20		5,5				9,0
10	0,58		1,5			0,92		4,5				8,0
12	0,76		2,0			1,24		1,5				5,5
21	0,34		1,1			0,76		6,5				7,0
макс.	0,40		1,0			0,60		1,0				10,0
глубина
Б) 26 августа	2009 г.
	Вертикальный								Глубина, м
Номер	температурный градиент,						макс. вертикального температурного
промерной		°/м							градиента			промерной
вертикали	средний		макс.		Δγ,°		обратный		прямой			вертикали
									первый	второй
9	0,11	0,4			0,29				1,0	4,5		9,0
10	0,08	0,4			0,32		1,0		8,0			8,5
12	0,12	0,5			0,38		1,0		5,5			5,8
21	0,10	0,2			0,10		1,0		6,5			7,0
макс.	0,12	0,4			0,28		1,0		4,5			11,0
глубина

В) 20 сентября 2009		г.
	Вертикальный						Глубина, м
Номер	температурный градиент,					макс. вертикального
промерной		°/м				температурного градиента			промерной
вертикали	средний	макс.		Δγ,°	обратный		прямой		вертикали
							первый	второй
9	0,23	2,0		1,77			1,5		9,0
10	0,08	0,2		0,12	1,0		5,5	7,5	9,3
12	0,05	0,1		0,05			1,5		6,0
21	0,12	0,3		0,18			3,5		6,9
макс.
глубина	0,11	0,2		0,09			3,5		9,0

Открытое пространство акватории озера, подверженное значительному ветровому воздействию в летний период может качественно противостоять подогреву, сбрасывая дополнительное количество поступающего тепла путем испарение в атмосферу. Нормальный и независимый термический и тепловой баланс, по-видимому, должен сохраняться судя по низким показателя температуры на значительных глубинах ввиду инертности водной массы (см. термическое районирование озера). Наибольшее значение термической неоднородности при прогреве достигнуто в июле в северных акваториях при интенсивном подтоке теплых вод и относительно небольшой глубине. Отмечается, что судя по глубине залегания слоя с максимальным прямым вертикальным температурным градиентом в жаркие и умеренно-теплые погоды большую роль в охлаждении поверхностных слоев играет ветер, а не прямое испарение. Т. е. фактически тепло из поверхностной теплой струи активнее уходит вглубь при перемешивании, чем в атмосферу в результате испарения. Разница между максимальным и средним вертикальным градиентами температур растет по мере удаления от точки сброса при изменении разницы температуры поверхностного и придонного слоя меняется по градиенту, что вполне отражает охлаждение водных масс и/или диффузию тепла (при сильном ветровом перемешивании - вплоть до дна). Последнее подтверждается возникновением и развитием нескольких слое с максимальными температурными градиентами, отражающими усиленное охлаждение поверхностных слоев при прохладных и умеренно-теплых погодах, и сохранение тепла приглубыми слоями, полученного ими в результате ветрового перемешивания.

Стабильное остывание водной массы в августе при сохраняющемся значительно подогреве позволяет развиваться нетипичной структуре вертикального распределения температур. Вертикальный градиент температуры на большой площади акватории дважды меняет направление. В поверхностном слое до 1 метра с глубиной в результате значительной теплоотдачи в условно прохладную погоду наблюдается охлаждение вод, слабо компенсируемое подтоком тепла из нижележащих слоев даже в результате значительного ветрового перемешивания. Это можно объяснить устойчивостью и значительной термической однородностью (по температуре) водной массы. Так, средние вертикальные градиенты температуры на промерных вертикалях мало значимы и представлены показателями на границе погрешности расчета. Максимальные температурные градиенты схожи (за исключением южного залива, что полностью отражает его специфику функционирования в указанных тепловых и ветровых условиях). Пространственное сравнение температурных градиентов указывает, что именно в северном заливе формируются условия, при которых вся масса воды вовлечена в теплоотдачу в атмосферу, что можно легко заметить, сопоставив положение максимумов температурных градиентов по глубине и промеренную глубину дна.

В условиях роста термической неоднородности температурных показателей водной массы и вследствие этого более четкого разграничения природной, естественной и антропогенной, нарушенной термической структуры следует говорить о положении вертикального температурного градиента. У приглубого южного, юго-восточного берега (частично) наблюдается нормальное положение единственного вертикального температурного скачка на глубине до 3,5 – 4,0 м.

Нарушенное термическое равновесие и значительная ветровая составляющая перемешивания позволяет вертикальным температурным градиентам при растекании

теплой воды достигать максимальных значений в слое до 1,5-2,0 метров. Последнее говорит о нестационарности процесса охлаждения и достижении водными массами значительной неустойчивости теплового баланса при переходе к осеннему температурному режиму. Тройной максимум вертикального температурного градиента в точке контроль (вертикаль 10) указывает на одновременное существование процессов растекания тепла по вертикали как в верхние слои вод, так и в нижние слои вод и придонные горизонты. В то же время такой процесс подтверждает на успешную индикацию процесса температурной диффузии в этой точке. Разница в температуре сброса и основной температуре водной массы озера наиболее четок прослеживается в сентябре, что доказывается незначительной разностью максимальных и средних вертикальных температурных градиентов, т. е. сближении их показателей.

Таблица 2

Характеристика термической структуры водной массы озера в летне-осенний период 2009 г.

	Параметр		месяц
		июль	август	сентябрь
	Средняя температура водной массы, °С	23,0	20,5	19,1
	Глубина залегания слоя температурного скачка, м	4,0	3,5	3,5
	Средний вертикальный температурный градиент, °/м	0,51	0,09	0,15
	Макс. вертикальный температурный градиент. °/м	0,76	0,50	2,00
	Средний горизонтальный температурный градиент	0,21	0,05	0,05

Кризисные явления, неустойчивость структуры и однородность водной массы могут сказать на дестабилизации процессов термической трансформации. Поскольку условия однородности температур, отражающие схожесть температурных градиентов по акватории озера наиболее часто отмечаются в августе при относительно малом дополнительном прогреве и повышенном фоне естественных температур, то следует говорить о главенстве термической неоднородности в стабильности поддержания естественного теплового баланса водоема. Накопленные озером запасы тепла мало расходуются в летний период. Рост теплового бюджета наблюдается в холодный сезон. Таким образом, не столько уровень эмиссии тепла, сколько продолжительность периода отрицательного суммарного теплового бюджета формирует устойчивую структуру вод и стабильную термическую неоднородность водной массы. Последнее еще раз указывает на необходимость обратиться к рассмотрению процессов теплообмена и динамики температур относительно закрытых заливов водоема.

В течение летнего периода 2009 г. температурные показатели водной массы в целом отражали фон и естественную гидрологическую норму прогрева в учетом температуры воздуха. Глубина залегания слоя температурного скачка незначительная, что еще раз подтверждает формирование в условиях сильного постоянного ветрового перемешивания нестационарного слоя температурного скачка при значительном прогреве водных масс в целом по акватории.

Средний вертикальный температурный градиент водной массы достигает минимальных значений в августе, когда водная масса наиболее однородна, на что указывает и максимальный вертикальный температурный градиент. Неоднородность водных масс говорит о нестабильности естественного притока тепла или нарушении нормального осеннего охлаждения. В противоположность этому горизонтальный температурный градиент по акватории озера наиболее неоднороден на стадии значительного подогрева поверхности в июле, что позволяет его использовать в качестве маркера процесса подогрева. В то же время он плохо фиксирует остывание водной массы в результате повышения теплоотдачи по всей глубине, поскольку теплоотдача формируется в условиях значительной и повсеместной диффузии тепла (тепло растекается, а разницы градиентов нивелируются).

А)

Б)

В)

Рис. 1. Температура на промерных вертикалях:

а) 18 июля 2009 г., б) 26 августа 2009 г., в) 20 сентября 2009 г.

А)

Б)

В)

Рис. 2. Вертикальный температурный градиент на промерных вертикалях:

а) 18 июля 2009 г., б) 26 августа 2009 г., в) 20 сентября 2009 г.

Рис. 3. Степень температурной неоднородности поверхности акватории

Как указывалось ранее степень температурной неоднородности акватории как показатель величины пологгрева при антропогенной эмисии тепла в водоем может быть определена расчет параметров температурных градиентов. На рис. 2 и рис. 3 представлены вертиальные и горизонтальные температрные градиенты. Вертикальная неоднородность вод и ее парметры зафиксированы выше. Сложнее поддается анализу плохо стабилизированныя горизонтальная неоднородность. Поверхностная съемка температур озера в летний период 2009 г. позволила выявить некоторую зависимость между величиной горизонтального температурного градиента на акватории водоем и такми образом проследить изменение степени теплоотдачи поверхности в целом взаисимости отвеличины подогрева поверхности акватории. Относительно низкие температуры в условиях однородности водной массы при охлаждении позволяют градиентам значительно сближаться, формируя мало дифференцированую в тепловом отношении поверхность с четко выявленным температурным переходом в районе сброса, где горизонтальные температурные градиенты лостигают максимума. Такая же картина наблюдается в августе, когда однородная в террмическом отношении территория с млоразличающимися оризонтальными температурными градиентами условно хорошо дифференцируется со занчительно от нее отличающимся сборосом с экстремальнвми горизонтальными градиентами температуры. Интенсивный прогрев в июле вызывает приток тепла, дифференциацию акватории, что хорошо фиксируется ростом дисперсии горизонтальных темратурных градиентов.

Рис. 4. Стадийность развития дисперсии горизонтального температурного градиента по акватории.

Сопоставление горизонтального температурного градиента по времени в поверхностном слое акватории озера говорит о стабильно сниженнойц дисперсии в западной части акватории, куда не доходят теплые сбросные воды. Там наблюдается подъем температры по мере прогрева всей водной массы или ее снижение по мере охлаждения всей водной массы (рис. 4). Изменчивость направлений движения сбросных вод, связанная с направлением и силой ветра, указывает на неоднородность термодинамических условий на востоке акватории, что можно зафиксировать дисперсией горизонтального температурного градиента. Стабильность южной части акватории при пониженной температуре еще раз указывает на ее значительную инертность, легко дестабилизируемую при кратном усилении термических нагрузок.

А)

Б)

Рис. 5. Положение изотерм по акватории озера в соспоставлении с напралением и силой ветра в летний сезон 2009 г.

Рисунок 5 дает представление о повышении температурного фона и степени его трансформации, подтверждается представленными ниже объемными графическим моделями. Метеоусловия съемки в июле сталкивали водные массы к северо-западу в условиях юго-восточного ветра. Попадая в северные заливы и значительно там перемешиваясь, водная масса передавала тепло акватории в целом, при повышенном температурном фоне способствуя повышению температуры воды. Ветры с с ильной северо-западной составляющей сдерживали при умеренной тепловой нагрузке теплые воды у юго-восточного берега не давая им значительно распространиться по акватории. Это поддреживало в восточной часи акватории увеличенные горизонтальные температурные градиенты, но сдерживало прогрев водной массы в целом, особенно в сентябре, что хорошо видно на рис. 5б.

Следовательно летний сезон 2009 г. подтвердил сохраннение озером динамики присущей режиму в летнюю стагнацию в умеренном климатическом поясе. Возможно, этому способствовал значительнымй приток вод с осадками, возможно – благоприятная метеорологическая обстановка.

Разработанные и представленные модели в полной мере позволяют рассматривать процессы транформации термических условия и полей неоднородности температур водоема. Анализ динамики температур озера методом интерполяционных изоплоскотей при объемном построении, а также расчетные приемы предельных температур и определение неоднородности термической структуры путем анализа температурных градиентов позволили успешно оценить состояние водной массы водоема, испытывающего значительную внешнюю тепловую нагрузку.