О́ЗЕРО

  • рубрика

    Рубрика: География

  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 23. Москва, 2013, стр. 725-729

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: К. К. Эдельштейн

О́ЗЕРО, при­род­ный во­до­ём в уг­луб­ле­нии су­ши (кот­ло­ви­не), за­пол­нен­ном кон­ти­нен­таль­ны­ми вод­ны­ми мас­са­ми с за­мед­лен­ным во­до­об­ме­ном, не имею­щий пря­мой свя­зи с мо­рем (океа­ном).

Общие сведения

О. по­все­ме­ст­но рас­про­стра­не­ны на тер­ри­то­рии су­ши, их рас­пре­де­ле­ние край­не не­рав­но­мер­но. Все­го на Зем­ле 8,45 млн. О. с пл. бо­лее 0,01 км2, их об­щая пл. 2,7 млн. км2, рас­счи­тан­ный сум­мар­ный объ­ём во­ды 179,6 тыс. км3 (рос. ис­сле­до­ва­тель С. В. Рян­жин, 2005); из них св. 30% на­хо­дит­ся в Рос­сии (2,7 млн.), об­щая пл. ок. 400 тыс. км2, объ­ём во­ды св. 24,5 тыс. км3. Наи­боль­шая озёр­ность (от­но­ше­ние пло­ща­ди озёр к об­щей пло­ща­ди су­ши) ха­рак­тер­на для рай­онов с по­вы­шен­ным ув­лаж­не­ни­ем: сев. рай­оны Ев­ра­зии (Ка­ре­лия, Зап. Си­бирь се­вер­нее 56° с. ш., Се­ве­ро-Си­бир­ская, Цен­траль­ноя­кут­ская, Яно-Ин­ди­гир­ская и Ко­лым­ская низ­мен­но­сти; Бал­тий­ское по­озе­рье, вклю­чаю­щее Сев. Гер­ма­нию, При­бал­ти­ку, юж. рай­оны Шве­ции и Фин­лян­дии, Ма­зур­ские озё­ра в Поль­ше) и Сев. Аме­ри­ки (ши­ро­кая ду­га во­круг Гуд­зо­но­ва зал. в Ка­на­де и США). Озёр­ность Фин­лян­дии со­став­ля­ет 9,4%, Шве­ции – 8,6%, Рос­сии – 2,1%. 

Типы озёр по происхождению котловин

Фото Д. В. Соловьёва Термокарстовые озёра на севере Республики Коми.

Кот­ло­ви­ны О. воз­ни­ка­ют в ре­зуль­та­те рель­е­фо­об­ра­зую­щих про­цес­сов и по про­ис­хо­ж­де­нию де­лят­ся на тек­то­ни­че­ские (в тек­то­нич. про­ги­бах, впа­ди­нах, раз­ло­мах), вул­ка­ни­че­ские (кра­тер­ные и ла­во­во-под­пор­ные), за­валь­ные (в го­рах), лед­ни­ко­вые (при­лед­ни­ко­вые, тро­го­вые, ка­ро­вые, эро­зи­он­ные, мо­рен­ные, ос­та­точ­ные – со­хра­нив­шие­ся со вре­мён тая­ния по­кров­но­го оле­де­не­ния), про­валь­ные (кар­сто­вые, суф­фо­зи­он­ные, тер­мо­кар­сто­вые в мно­го­лет­не­мёрз­лых грун­тах), реч­ные (ста­ри­цы, дель­то­вые), мор­ские (от­чле­нён­ные от мо­ря или О. гря­дой на­но­сов – пе­ре­сы­пью, ко­сой), не­ко­то­рые из них на­зы­ва­ют ла­гу­на­ми или ли­ма­на­ми и счи­та­ют мор. за­ли­ва­ми. Воз­раст древ­ней­ших О. со­став­ля­ет мил­лио­ны лет, ве­ли­чай­шее из них Кас­пий­ское мо­ре, са­мые глу­бо­кие – Бай­кал и Тан­гань­и­ка. Боль­шин­ст­во лед­ни­ко­вых О. воз­ник­ло ок. 10 тыс. лет на­зад. Кот­ло­ви­ны др. ти­пов О. име­ют воз­раст неск. со­тен лет и про­дол­жа­ют воз­ни­кать. Мно­гие О., со­еди­нён­ные ко­рот­ки­ми и мно­го­вод­ны­ми в те­че­ние все­го го­да озёр­ны­ми ре­ка­ми, об­ра­зу­ют озёр­ные сис­те­мы: Ве­ли­кие озё­ра на гра­ни­це Ка­на­ды и США; в вер­ховь­ях Ни­ла – Вик­то­рия, Кьо­га, Аль­берт и Эду­ард, Ве­ли­кие озё­ра Ев­ро­пы (по С. В. Ка­лес­ни­ку, 1968, со­стоя­щие из Сай­ма, Онеж­ско­го озе­ра, Ла­дож­ско­го озе­ра, Иль­мень) и др.


Круп­ней­шие озё­ра ми­ра

ОзероПлощадь, тыс. км2Максимальная глубина, мОбъем, км3Тип водообмена

Евразия


 Каспийское море*392,6102578840  Бессточный 
 Байкал 31,7 1642 23600 Сток в р. Ангара 
Аральское море** 18,8 16 128 Бессточный 
Балхаш*** 18,2 26,5 105 Бессточный 
Ладожское 17,9 230 838 Сток в р. Нева 
Тонлесап*** 16,0 12 65 Сток в р. Меконг 
     

             Африка

    
 Виктория68,9 92 2700 Сток в р. Нил
Танганьика 34,0 1470 18500 Сток по р. Лукуга в р. Конго 
Ньяса (Малави) 28,8 706 8400 Сток по р. Шире в р. Замбези 
Чад*** 25,9 11 72  Бессточный 

 Северная Америка

Верхнее  82,4406  12221Сток по р. Сент-Мэрис в оз. Гурон
Гурон 59,6 228 3535 Сток по р. Сент-Клэр и р. Детройт в оз. Эри 
Мичиган 58,0 2814871 Сток в оз. Гурон 
Большое Медвежье 31,2 446 2236 Сток по р. Большая Медвежья в р. Маккензи
Большое Неольничье 28,6 625 2088  Сток в р. Маккензи
Эри 25,8 64 458 Сток в р. Ниагара 
Виннипег 24,5 18 371 Сток в р. Нельсон 
Онтарио 19,0 244 1638 Сток в р. Святого Лаврентия 
                         Южная Америка     
Маракакайбо  13,01 60279  Сток в Крабиское море
Патус*** 10,14 19 Сток в Атлантический океан 
При­ме­ча­ния. * При уров­не –27 м (2004) (рос­сий­ский ис­сле­до­ва­тель В. Н. Ми­хай­лов и др., 2005); ** при уров­не 31 м в Боль­шом мо­ре и 39,5 м в Ма­лом мо­ре (2002) (рос­сий­ский ис­сле­до­ва­тель В. Н. Ми­хай­лов и др., 2005); *** раз­ме­ры силь­но из­ме­ня­ют­ся; ос­таль­ные озё­ра – по ба­зе дан­ных World Lake (рос­сий­ский ис­сле­до­ва­тель С. В. Рян­жин, 2005).

Важнейшие внутриозёрные процессы

О. пред­став­ля­ет со­бой не толь­ко ско­п­ле­ние во­ды в кот­ло­ви­не, но и ме­сто оби­та­ния гид­ро­био­н­тов (вод­ных ор­га­низ­мов): бак­те­рий, рас­те­ний и жи­вот­ных планк­то­на и бен­то­са, рыб. По­это­му в озе­ро­ве­де­нии О. рас­смат­ри­ва­ет­ся как вод­ная эко­си­сте­ма, в ко­то­рой во­да, ми­нер. и ор­га­нич. ве­ще­ст­ва, рас­тво­рён­ные и взве­шен­ные в ней, тес­но взаи­мо­свя­за­ны с жи­вы­ми ор­га­низ­ма­ми, внут­ри­во­до­ём­ны­ми про­цес­са­ми об­ме­на ве­ществ и энер­гии. Со­во­куп­ность этих про­цес­сов оп­ре­де­ля­ет фор­ми­ро­ва­ние хи­мич. со­ста­ва вод­ных масс и дон­ных от­ло­же­ний, ка­че­ст­во во­ды и био­ло­гич. про­дук­тив­ность О. Всем О. (в ши­ро­ком смыс­ле – во­до­ёмам су­ши) свой­ст­вен­ны 5 групп важ­ней­ших про­цес­сов. 

Озеро Байкал. Фото Д. В. Соловьёва

Ди­на­ми­ка вод О., в от­ли­чие от рек, за­ви­сит от вер­ти­каль­но­го и го­ри­зон­таль­но­го рас­пре­де­ле­ния плот­но­сти во­ды. В О. ук­ло­ны вод­ной по­верх­но­сти в сот­ни раз мень­ше, чем в ре­ках, по­это­му ско­рость те­че­ний из­ме­ря­ет­ся не в м/с, а в см/с. Вслед­ст­вие ос­лаб­лен­ной тур­бу­лент­но­сти те­че­ний в О. воз­ни­ка­ет раз­ли­чие плот­но­сти во­ды ме­ж­ду её слоями, на­зы­вае­мое стра­ти­фи­ка­ци­ей (слои­сто­стью) вод­ной тол­щи. По­это­му в О. наи­боль­шую роль в пе­ре­ме­ши­ва­нии иг­ра­ет кон­век­ция, воз­ни­каю­щая, ко­гда плот­ность во­ды верх­не­го слоя ста­но­вит­ся боль­ше плот­но­сти под­сти­лаю­ще­го слоя. Из-за бо́льших раз­ме­ров ак­ва­то­рий О., в срав­не­нии с реч­ным рус­лом, на них в вет­ре­ную по­го­ду воз­ни­ка­ют вол­не­ние и вет­ро­вые те­че­ния, ещё бо­лее ин­тен­си­фи­ци­рую­щие пе­ре­ме­ши­ва­ние во­ды в по­верх­но­ст­ном слое.

Био­ло­ги­че­ская про­дук­тив­ность О., то есть спо­соб­ность их эко­си­сте­мы из рас­тво­рён­ных в во­де ми­нер. ве­ществ соз­да­вать ор­га­нич. ве­ще­ст­во в ви­де кле­ток жи­вых вод­ных ор­га­низ­мов, сход­на с про­дук­тив­но­стью почв. Ср. про­дук­тив­ность всех О. со­став­ля­ет при­мер­но 1,4 г/(м2·сут), в 3 раза вы­ше, чем в Ми­ро­вом ок., и со­пос­та­ви­ма с про­дук­тив­но­стью с.-х. по­ле­вых куль­тур, но в 2 раза мень­ше, чем в ср. для всей су­ши Зем­ли. На уча­ст­ках, за­рос­ших выс­шей вод­ной рас­ти­тель­но­стью (мак­ро­фи­та­ми), про­дук­тив­ность дос­ти­га­ет 14 г/(м2·сут), в 1,5 раза вы­ше, чем в эк­ва­то­ри­аль­ных ле­сах. Гро­мад­ные био­ло­гич. ре­сур­сы О. оп­ре­де­ля­ют спо­соб­ность вод­ной эко­си­сте­мы са­мо­очи­щать­ся от за­гряз­няю­щих ве­ществ и, сле­до­ва­тель­но, фор­ми­ро­вать вы­со­кие пить­е­вые ка­че­ст­ва во­ды. В ре­ках мас­са ре­о­филь­ных ор­га­низ­мов ни­чтож­но ма­ла в срав­не­нии с мас­сой лим­но­филь­ных ор­га­низ­мов в озё­рах.

Гид­ро­био­нтов в О. по ме­сто­оби­та­нию де­лят на ор­га­низ­мы бен­то­са, планк­то­на, ней­сто­на и рыб. По био­ло­гич. про­дук­тив­но­сти О. раз­де­ля­ют­ся на оли­го­троф­ные (ма­ло­про­дук­тив­ные, бед­ные био­ген­ны­ми ве­ще­ст­ва­ми), эв­троф­ные (вы­со­ко­про­дук­тив­ные) и ги­пер­троф­ные (чрез­мер­но обо­га­щён­ные био­ген­ны­ми ве­ще­ст­ва­ми), эко­си­сте­ма ко­то­рых де­гра­ди­ру­ет из-за ан­тро­по­ген­но­го хи­мич. за­гряз­не­ния. Важ­ней­шей со­став­ляю­щей био­ло­гич. про­дук­тив­но­сти О. яв­ля­ет­ся ес­теств. ры­бо­про­дук­тив­ность – спо­соб­ность обес­пе­чи­вать в те­че­ние го­да (од­но­го ве­ге­та­ци­он­но­го пе­рио­да) оп­ре­де­лён­ный при­рост мас­сы рыб с еди­ни­цы пло­ща­ди за счёт ес­теств. кор­мо­вых ре­сур­сов (при пи­та­нии ес­теств. пи­щей). Обыч­но ры­бо­про­дук­тив­ность О. вы­ра­жа­ют в ки­ло­грам­мах с гек­та­ра (кг/га). В не­ко­то­рых О. осу­ще­ст­в­ля­ет­ся по­дав­ле­ние раз­ви­тия ту­го­рос­лых, ма­ло­цен­ных ви­дов рыб и фор­ми­ро­ва­ние их­тио­фау­ны, пред­став­лен­ной цен­ны­ми и бы­ст­ро­ра­сту­щи­ми ви­да­ми: плот­ва, окунь, карп, лещ, тол­сто­ло­бик, са­зан, бе­лый амур, су­дак, си­го­вые (сиг, чир, мук­сун, нель­ма, омуль, пе­лядь, ря­пуш­ка). Эти це­ли дос­ти­га­ют­ся за счёт улуч­ше­ния ус­ло­вий раз­мно­же­ния, на­гу­ла и вы­жи­ва­ния имею­щих­ся в О. осо­бей цен­ных ви­дов рыб и пу­тём ре­гу­ляр­но­го вы­пус­ка в во­до­ём их мо­ло­ди, вы­ра­щен­ной на ры­бо­вод­ных пред­при­яти­ях, что по­зво­ля­ет уве­ли­чить уло­вы до 100 кг/га и бо­лее.

Кро­ме се­зон­ных цик­лов раз­ви­тия гид­ро­био­нтов и их про­дук­тив­но­сти, О. свой­ст­вен­ны мно­го­лет­ние цик­лы и про­хо­ж­де­ние по­сле­до­ва­тель­ных со­стоя­ний оли­го­тро­фии, ме­зо­тро­фии и эв­тро­фии на пу­ти к ис­чез­но­ве­нию. В про­цес­се эво­лю­ции мно­гие О. за­пол­ня­ют­ся на­но­са­ми, за­рас­та­ют и пре­вра­ща­ют­ся в ус­ло­ви­ях влаж­но­го кли­ма­та в бо­ло­та или озёр­ные рав­ни­ны, про­ре­зан­ные рус­ла­ми рек, в су­хом кли­ма­те – в со­лон­ча­ки.

Ак­ку­му­ля­ция ве­ществ и энер­гии. Бла­го­да­ря за­мед­лен­но­сти во­до­об­ме­на озёр­ные эко­си­сте­мы об­ла­да­ют важ­ней­шим эко­ло­гич. свой­ст­вом на­ка­п­ли­вать ве­ще­ст­во и энер­гию. По­гло­ще­ние сол­неч­ной ра­диа­ции при фо­то­син­те­зе ор­га­нич. ве­ще­ст­ва вод­ны­ми рас­те­ния­ми обес­пе­чи­ва­ет энер­ги­ей био­ло­гич. про­дук­тив­ность и ак­тив­ную жиз­не­дея­тель­ность вод­ных ор­га­низ­мов, уча­ст­вую­щих в ути­ли­за­ции ал­лох­тон­ных (т. е. по­сту­паю­щих в О.) за­гряз­няю­щих ве­ществ и спо­соб­ствую­щих са­мо­очи­ще­нию во­ды. Оса­ж­де­ние (се­ди­мен­та­ция) взве­шен­ных ал­ло­хтон­ных и ав­то­хтон­ных (об­ра­зо­вав­шихся в О.) ве­ществ обес­пе­чи­ва­ет фор­ми­ро­ва­ние на дне ор­га­нич. и ми­нер. озёр­ных ре­сур­сов (см. Озёр­ные от­ло­же­ния). На­ко­п­ле­ние дон­ных от­ло­же­ний ве­дёт к умень­ше­нию глу­би­ны и со­кра­ще­нию про­дол­жи­тель­но­сти су­ще­ст­во­ва­ния озёр.

Фото В. В. Горбатовского Озеро Джугское на Кавказе.
Фото В. В. Горбатовского Проточное озеро Кардывач на Кавказе.

Взаи­мо­дей­ст­вие внут­ри­во­до­ём­ных про­цес­сов с во­до­сбо­ром. Все про­цес­сы фор­ми­ро­ва­ния вод­но­го, тер­мич., хи­мич. и био­ло­гич. ре­жи­мов в О., в от­ли­чие от океа­нов, за­ви­сят не толь­ко от их гео­гра­фич. по­ло­же­ния, но так­же от раз­ме­ра и при­род­ных ус­ло­вий их во­до­сбо­ров. Сток с во­до­сбо­ра оп­ре­де­ля­ет объ­ём и со­став реч­ных вод­ных масс, из ко­то­рых об­ра­зу­ет­ся осн. вод­ная мас­са, по­это­му О. де­лят на два гео­гра­фич. клас­са – ин­тра­зо­наль­ные (во­до­сбор це­ли­ком рас­по­ло­жен в той же гео­гра­фич. зо­не, что и са­мо О.) и по­ли­зо­наль­ные (во­до­сбор на­хо­дит­ся в не­сколь­ких гео­гра­фич. зо­нах или вы­сот­ных поя­сах). Влия­ние про­цес­сов фор­ми­ро­ва­ния сто­ка на во­до­сбо­ре О. на его эко­си­сте­му на­столь­ко силь­но, что в озеро­ве­де­ние вве­де­но по­ня­тие «во­до­сбор – во­до­ём – еди­ная при­род­ная сис­те­ма». В свою оче­редь, в ка­ж­дом О. про­ис­хо­дит силь­ней­шая транс­фор­ма­ция вод­но­го ре­жи­ма пи­таю­щей его ре­ки (или рек) и со­ста­ва реч­ной во­ды. По­это­му вы­те­каю­щие из О. ре­ки на­зы­ва­ют озёр­ны­ми со сгла­жен­ны­ми по­ло­водь­ем и па­вод­ка­ми (или с пол­ным их от­сут­ст­ви­ем) и с пол­но­вод­ны­ми рус­ла­ми в ме­жен­ные пе­рио­ды.

Озёр­ные кот­ло­ви­ны и их взаи­мо­дей­ст­вие с вод­ны­ми мас­са­ми. На ка­ж­дом О. про­ис­хо­дит пре­об­ра­зо­ва­ние бе­ре­гов и дна, ди­на­ми­ка вод в них за­ви­сит от раз­ме­ров и фор­мы озёр­ной ча­ши (под­вод­ная часть кот­ло­ви­ны). Ча­ша лю­бо­го О. де­лит­ся на ли­то­раль – ло­же мел­ко­вод­ной при­бреж­ной зо­ны, в ней сол­неч­ный свет и вол­но­вое пе­ре­ме­ши­ва­ние во­ды дос­ти­га­ют дна, и про­фун­даль – ло­же пе­ла­гиа­ли (глу­бо­ко­вод­ной зо­ны). По мор­фо­ло­гич. при­зна­кам ли­то­раль де­лят на две под­зо­ны: аб­ра­зи­он­ную от­мель (пляж, при на­го­нах за­ли­вае­мый во­дой пол­но­стью или час­тич­но), сло­жен­ную гра­ви­ем, галь­кой с ва­лу­на­ми и круп­но­зер­ни­стым пес­ком или гли­ни­сты­ми и/или щеб­ни­сты­ми мик­ро­тер­ра­са­ми, и ак­ку­му­ля­тив­ную от­мель, ко­то­рая фор­ми­ру­ет­ся пе­ре­мы­ты­ми вол­не­ни­ем грун­та­ми аб­ра­зи­он­но­го бе­ре­го­во­го об­ры­ва, со­стоя­щи­ми пре­им. из раз­но­зер­ни­сто­го пес­ка с умень­шаю­щим­ся с глу­би­ной пре­об­ла­даю­щим раз­ме­ром час­тиц. Уча­ст­ки за­кры­той (за­щи­щён­ной от штор­мо­во­го вол­не­ния ме­ля­ми или ост­ро­ва­ми) ли­то­ра­ли обыч­но за­рас­та­ют мак­ро­фи­та­ми. В при­уре­зо­вой по­ло­се они по­кры­ва­ют­ся над­вод­ной (воз­душ­но-вод­ной) жё­ст­кой рас­ти­тель­но­стью, даль­ше от бе­ре­га до глу­би­ны 2–3 м – пре­им. по­лу­по­гру­жён­ны­ми рас­те­ния­ми с пла­ваю­щи­ми ли­сть­я­ми, на ещё бо́ль­ших глу­би­нах (до 5–7 м при про­зрач­ной во­де) – по­гру­жён­ной, т. е. мяг­кой рас­ти­тель­но­стью фи­то­бен­то­са, об­ра­зую­ще­го мес­та­ми сплош­ной по­кров уча­ст­ков дна – под­вод­ные лу­га. В ма­лых лес­ных О. не­ред­ко от бе­ре­га рас­про­стра­ня­ет­ся по вод­ной по­верх­но­сти рас­ту­щая на пла­ву мас­са жи­вых и от­мер­ших мак­ро­фи­тов – спла­ви­на (зы­бун), ино­гда с по­кро­вом сфаг­но­во­го мха, кус­ти­ка­ми клю­к­вы и ба­гуль­ни­ка, кар­ли­ко­вой бе­рё­зой. Под спла­ви­ной мо­жет быть дос­та­точ­но глу­бо­кая во­да или жид­кий ил. Та­кие бо­лот­ные О. (дис­троф­ные) бы­ст­ро заи­ли­ва­ют­ся и за­рас­та­ют, пре­вра­ща­ясь в тор­фя­ные бо­ло­та.

Водный баланс

Глав­ные со­став­ляю­щие при­ход­ной час­ти вод­но­го ба­лан­са О. – по­верх­но­ст­ный и под­зем­ный при­ток с во­до­сбо­ра и ат­мо­сфер­ные осад­ки на ак­ва­то­рию, рас­ход­ной час­ти – по­верх­но­ст­ный сток, фильт­ра­ция во­ды в дно и ис­па­ре­ние с вод­ной по­верх­но­сти. По струк­ту­ре вод­но­го ба­лан­са и ти­пу во­до­об­ме­на О. де­лят на сточ­ные, сбра­сываю­щие часть сто­ка вниз по те­че­нию (Бай­кал, Онеж­ское оз. и Ла­дож­ское оз. и др.), и про­точ­ные, че­рез ко­то­рые осу­ще­ст­в­ля­ет­ся тран­зит­ный сток [ре­ки: Ве­ли­кая че­рез Чуд­ско-Псков­ское оз. в р. Нар­ва; Рейн че­рез Бо­ден­ское оз.; Мур­габ (см. Бар­танг) че­рез оз. Са­рез­ское, и др.], бес­сточ­ные, рас­хо­дую­щие сток на ис­па­ре­ние, ин­фильт­ра­цию и ис­кусств. во­до­за­бор (Кас­пий­ское м., Араль­ское м., озё­ра Бал­хаш, Ис­сык-Куль, Чад и др.). В вод­ном ба­лан­се и гид­ро­ло­гич. ре­жи­ме О. вы­де­ля­ет­ся азо­наль­ный гид­ро­гра­фич. фак­тор – со­от­но­ше­ние пло­ща­ди во­до­сбо­ра и ак­ва­то­рии (ве­ли­чи­на удель­но­го во­до­сбо­ра). Гео­гра­фич. зо­наль­ность и вы­сот­ная по­яс­ность оп­ре­де­ля­ют объ­ём и ре­жим при­то­ка во­ды и во­до­об­мен О. с ат­мо­сфе­рой, ха­рак­те­ри­зуе­мый ве­ли­чи­ной «ви­ди­мо­го» ис­па­ре­ния, т. е. пре­вы­ше­ни­ем ис­па­ре­ния с ак­ва­то­рии над ко­ли­че­ст­вом вы­па­даю­щих на неё ат­мо­сфер­ных осад­ков. В ув­лаж­нён­ных рай­онах как при­ход, так и рас­ход во­ды про­ис­хо­дят в осн. за счёт реч­но­го сто­ка, здесь пре­об­ла­да­ют сточ­ные и про­точ­ные О.; во­да О. арид­ных рай­онов тра­тит­ся на ис­па­ре­ние, и здесь рас­про­стра­не­ны б. ч. бес­сточ­ные озё­ра.

Озёра как регуляторы речного стока

На­ка­п­ли­вая во­ды, сте­каю­щие с их во­до­сбо­ров и по­сте­пен­но рас­хо­дуя их в вы­те­каю­щие озёр­ные ре­ки, О. ре­гу­ли­ру­ют реч­ной сток. В свя­зи с ин­тен­сив­ным исполь­зо­ва­ни­ем еже­год­но во­зоб­нов­ляю­щих­ся на во­до­сбо­рах вод­ных и гид­ро­энер­ге­тич. ре­сур­сов реч­но­го сто­ка во мно­гих стра­нах воз­рас­та­ет чис­ло за­ре­гу­ли­ро­ван­ных гид­ро­уз­ла­ми О. Для это­го, со­ору­жая пло­ти­ну ни­же ис­то­ка озёр­ной ре­ки, под­ни­ма­ют уро­вень во­ды в об­шир­ной озёр­ной кот­ло­ви­не на неск. мет­ров, соз­да­вая очень боль­шой по­лез­ный объ­ём озёр­но­го во­до­хра­ни­ли­ща, напр. Ир­кут­ское во­до­хра­ни­ли­ще с Бай­ка­лом, Верх­не­свир­ское во­до­хра­ни­ли­ще с Онеж­ским оз., Бух­тар­мин­ское во­до­хра­ни­ли­ще с оз. Зай­сан, Вин­ни­пег с гид­ро­уз­лом на р. Нель­сон, Он­та­рио с гид­ро­уз­лом Иро­ку­эй на р. Св. Лав­рен­тия, Вик­то­рия с гид­ро­уз­лом Оу­эн-Фолс на р. Вик­то­рия-Нил, имею­щее са­мый боль­шой в ми­ре по­лез­ный объ­ём (204,8 км3). 

Колебания уровня воды в озёрах

NASA Горное озеро Сан-Мартин на границе Аргентины и Чили. Снимок из космоса.

При по­ло­во­дье и круп­ных па­вод­ках на при­то­ках О. уро­вень во­ды в них по­вы­ша­ет­ся, а в ме­жен­ные пе­рио­ды, ко­гда при­ток во­ды ста­но­вит­ся мень­ше сто­ка из О., уро­вень мед­лен­но по­ни­жа­ет­ся. Эти внут­ри­го­до­вые ко­ле­ба­ния уров­ня ред­ко пре­вы­ша­ют 1 м. Мно­го­лет­ние ко­ле­ба­ния сред­не­го­до­вых зна­че­ний уров­ня, как пра­ви­ло, боль­ше, дос­ти­га­ют 3–7 м. В озёр­ной кот­ло­ви­не сток при­то­ков мо­жет на­ка­п­ли­вать­ся в те­че­ние се­рии мно­го­вод­ных лет, в на­сту­паю­щие за­тем ма­ло­вод­ные го­ды вод­ные ре­сур­сы рас­хо­ду­ют­ся на ис­па­ре­ние и сток озёр­ной ре­ки. В за­суш­ли­вых рай­онах О. час­то пе­ре­сы­ха­ют, вре­мен­но пре­вра­ща­ясь в со­лон­ча­ки и та­кы­ры. 

Ве­тер вы­зы­ва­ет в О. вол­ны, вы­со­той при штор­мах на не­боль­ших ак­ва­то­ри­ях до 1 м, а на круп­ней­ших – до 6–7 м. Те­че­ния в О. воз­ни­ка­ют пре­им. вслед­ствие вет­ров. При ус­той­чи­вом вет­ре по­яв­ля­ет­ся в по­верх­но­ст­ном слое дрей­фо­вое те­че­ние, при­во­дя­щее к по­вы­ше­нию вод­ной по­верх­но­сти у на­вет­рен­но­го бе­ре­га в зо­не на­го­на и да­ун­вел­лин­га (по­гру­же­ния) во­ды из-за её от­то­ка в глу­бин­ные слои с ком­пен­са­ци­он­ным те­че­ни­ем к зо­не сго­на у под­вет­рен­но­го бе­ре­га. Сгон­но-на­гон­ная цир­ку­ля­ция за­мы­ка­ет­ся ап­вел­лин­гом, вы­но­ся­щим к по­верх­но­сти О. глу­бин­ные во­ды в зо­не сго­на. На об­шир­ных и мел­ко­вод­ных О. (Араль­ское м., оз. Хан­ка) по­вы­ше­ние по­верх­но­сти во­ды у на­гон­но­го бе­ре­га дос­ти­га­ет 1–1,5 м, в глу­бо­ких О. на­го­ны мень­ше. При сме­не вет­ре­ной по­го­ды на штиль на О. фор­ми­ру­ют­ся сей­ши.

Термический режим

Фото Н. В. Копа-Овдиенко Озеро Вьедма в Аргентине.

Для на­гре­ва во­ды в О. наи­боль­шее зна­че­ние име­ет пря­мая и рас­се­ян­ная сол­неч­ная ра­диа­ция, по­гло­щае­мая во­дой в фо­ти­че­ском слое, где за­ту­ха­ет сол­неч­ный свет. Тол­щи­на это­го слоя очень из­мен­чи­ва (от де­ци­мет­ров до де­сят­ков мет­ров), за­ви­сит от вы­со­ты Солн­ца над го­ри­зон­том, об­лач­но­сти и кон­цен­тра­ции взве­сей в во­де. Ох­ла­ж­де­ние О. про­ис­хо­дит при ис­па­ре­нии, те­п­ло­от­да­че в ме­нее на­гре­тый воз­дух тем ин­тен­сив­нее, чем вы­ше темп-ра вод­ной по­верх­но­сти. Пе­ре­нос те­п­ло­ты в глу­би­ну осу­ще­ст­в­ля­ет­ся вет­ро­вол­но­вым пе­ре­ме­ши­ва­ни­ем, да­ун­вел­лин­гом и те­че­ния­ми. Ле­том в глу­бо­ких и пре­сных О., рас­по­ло­жен­ных в при­род­ных зо­нах уме­рен­но­го кли­ма­та, темп-ра во­ды по­ни­жа­ет­ся от по­верх­но­сти ко дну (пря­мая тем­пе­ра­тур­ная стра­ти­фи­ка­ция). Ме­ж­ду на­гре­тым верх­ним сло­ем ме­нее плот­ной во­ды (эпи­лим­нио­ном) и хо­лод­ным глу­бин­ным сло­ем (ги­по­лим­нио­ном) име­ет­ся слой тем­пе­ра­тур­но­го скач­ка (ме­та­лим­ни­он), в ко­то­ром темп-ра рез­ко па­да­ет (от 1 до 10 °C на 1 м глу­би­ны), а плот­ность воз­рас­та­ет, что ог­ра­ни­чи­ва­ет пе­ре­ме­ши­ва­ние сло­ёв во­ды. Зи­мой в этих О. на­блю­да­ет­ся об­рат­ная тем­пе­ра­тур­ная стра­ти­фи­ка­ция – по­вы­ше­ние темп-ры от ниж­ней по­верх­но­сти ле­дя­но­го по­кро­ва ко дну (от 0 до 4 °C – темп-ры наи­боль­шей плот­но­сти пре­сной во­ды). Вес­ной и осе­нью на­блю­да­ет­ся го­мо­тер­мия – оди­на­ко­вая темп-ра и со­от­вет­ст­вен­но плотность по всей тол­ще во­ды, что бла­го­при­ят­ст­ву­ет пе­ре­ме­ши­ва­нию. В круп­ней­ших пре­сных О. (Ла­дож­ское оз., Онеж­ское оз., Бай­кал, Ве­ли­кие озё­ра) ве­сен­нее на­гре­ва­ние во­ды до 4 °C и бо­лее в ли­то­ра­ли про­ис­хо­дит бы­ст­рее, чем в пе­ла­гиа­ли. На гра­ни­це этих зон по­яв­ля­ет­ся по­ло­са во­ды наи­боль­шей плот­но­сти (тер­ми­че­ский бар, или тер­мо­бар), в ко­то­рой воз­ни­ка­ет да­ун­вел­линг. Коль­це­об­раз­ный тер­мо­бар об­ра­зу­ет ди­на­мич. раз­дел О. ме­ж­ду при­бреж­ной те­п­ло­ак­тив­ной об­ла­стью с пря­мой тем­пе­ра­тур­ной стра­ти­фи­ка­ци­ей и плот­но­ст­ным те­че­ни­ем, на­прав­лен­ным про­тив хо­да ча­со­вой стрел­ки, и те­п­ло­инерт­ной центр. об­ла­стью с об­рат­ной стра­ти­фи­ка­ци­ей и бо­лее мед­лен­ным про­ти­во­по­лож­но на­прав­лен­ным те­че­ни­ем. По ме­ре ве­сен­не-лет­не­го на­гре­ва­ния О. те­п­ло­ак­тив­ная об­ласть рас­ши­ря­ет­ся и коль­цо тер­мо­ба­ра сжи­ма­ет­ся тем бы­ст­рее, чем сол­неч­нее по­го­да и кру­че бе­ре­го­вые скло­ны. Так, в Бай­ка­ле тер­мо­бар су­ще­ст­ву­ет неск. дней, а в Ла­дож­ском оз. – бо­лее 2 ме­ся­цев. К кон­цу осен­не­го ох­ла­ж­де­ния та­ких О. в них сно­ва воз­ни­ка­ет тер­мо­бар. Эко­ло­гич. зна­чи­мость тер­мо­ба­ра ис­клю­чи­тель­но ве­ли­ка в кру­го­во­ро­те хи­мич. ве­ществ, в на­сы­ще­нии во­ды глу­бин­ных и при­дон­ных сло­ёв ки­сло­ро­дом. В О. обо­их тро­пич. поя­сов поч­ти весь год на­блю­да­ет­ся пря­мая стра­ти­фи­ка­ция, сме­няю­щая­ся кон­век­тив­ным пе­ре­ме­ши­ва­ни­ем до дна лишь зи­мой при темп-ре наи­боль­шей плот­но­сти озёр­ной во­ды (4 °C). В по­ляр­ных О. об­рат­ная стра­ти­фи­ка­ция сме­ня­ет­ся пол­ным пе­ре­ме­ши­ва­ни­ем вод­ной тол­щи в ко­рот­кое ле­то при той же темп-ре. Лёд О., дос­ти­гаю­щий боль­шой тол­щи­ны, слои­стый, б. ч. не­ров­ный, то­ро­си­стый. Круп­ные О. из-за боль­шо­го за­па­са те­п­ло­ты в эпи­лим­нио­не, тол­щи­на ко­то­ро­го осе­нью уве­ли­чи­ва­ет­ся из-за кон­век­ции вслед­ствие ох­ла­ж­де­ния по­верх­но­ст­но­го слоя, и уча­щаю­ще­го­ся вол­не­ния за­мер­за­ют позд­нее рек. Вес­ной вскры­ва­ют­ся они то­же позд­нее, т. к. лёд мед­лен­нее та­ет в са­мих О. и толь­ко ма­лая его часть вы­но­сит­ся в ре­ки. Со­ля­ные О. зи­мой мо­гут не за­мер­зать при от­ри­ца­тель­ной темп-ре ра­пы, а ле­том на­гре­вать­ся под по­верх­но­ст­ным сло­ем пре­сной во­ды до 65 °C и бо­лее.  

Химический состав озёрных вод

В со­став вод­ных масс О. вхо­дят ио­ны, дис­со­ции­ро­ван­ные мо­ле­ку­лы, га­зы, ми­нер. и ор­га­нич. час­ти­цы – от кол­ло­ид­ных до круп­ных, вод­ные ор­га­низ­мы и их ос­тат­ки (дет­рит). Ми­не­ра­ли­за­ция (со­лё­ность) во­ды, оп­ре­де­ляю­щая­ся сум­мар­ной кон­цен­тра­ци­ей глав­ных ио­нов ($ \ce HCO_3^{–}, СО_3^{2–}, SO_4^{2–}, Cl^–, Ca^{2+}, Mg^{2+}, Na^{+}, K^{+}$), из­ме­ня­ет­ся от 0,1‰ в вы­со­ко­гор­ных О. до 300‰ и бо­лее в силь­но ми­не­ра­ли­зован­ных. Для раз­ных гео­гра­фич. зон свой­ст­вен­ны во­ды ти­пич­ных гид­ро­хи­мич. фа­ций. В тун­д­ре в них пре­об­ла­да­ют $HCO_3^{–}$ и $SiO_2$, в лес­ной зо­не – $HCO_3^-$– и $Ca^{2+}$, в степ­ной – $SO_4^{2-}$и $HCO_3$ – или $Na^+$, в по­лу­пус­тын­ной и пус­тын­ной – $Cl^–$ и $Na^+$. Для раз­ви­тия гид­ро­био­нтов очень важ­ны и не­ред­ко де­фи­цит­ны ве­ще­ст­ва, со­дер­жа­щие био­ген­ные эле­мен­ты: $Ca, N, K, Р, Mg, S, Cl, Si, Na, Fe$ и др.

По ми­не­ра­ли­за­ции вод О. под­раз­де­ля­ют на пре­сные (с со­лё­но­стью ме­нее 1‰) – Бай­кал, Онеж­ское оз., Ла­дож­ское оз. в Рос­сии и др.; со­ло­но­ва­тые, или сла­бо­ми­не­ра­ли­зо­ван­ные (от 1 до 25‰), – Каспийское м., Бал­хаш в Ка­зах­ста­не, Ис­сык-Куль в Кир­ги­зии и др.; со­лё­ные (до 35‰, ино­гда 50‰); силь­но ми­не­ра­ли­зо­ван­ные (св. 35‰, ино­гда 50‰); – Мёрт­вое мо­ре в Из­раи­ле и Иор­да­нии; оз. Бас­кун­чак в Рос­сии и др. При вы­со­ких кон­цен­тра­ци­ях со­лей во­ды О. пред­став­ля­ют со­бой рас­тво­ры, близ­кие к на­сы­ще­нию или пол­но­стью на­сы­щен­ные, в ко­то­рых про­ис­хо­дит кри­стал­ли­за­ция со­лей и их вы­па­де­ние в оса­док на дно. 

Ат­мо­сфер­ные га­зы $N_2, О_2$ и СО2 про­ни­ка­ют в О. сквозь по­верх­но­ст­ный мик­ро­слой во­ды и пе­ре­но­сят­ся вод­ны­ми мас­са­ми, об­ра­зу­ют­ся и ути­ли­зи­ру­ют­ся в них, а их из­бы­ток вы­де­ля­ет­ся в ат­мо­сфе­ру. От со­от­но­ше­ния не­дис­со­ции­ро­ван­ной и дис­со­ции­ро­ван­ной (см. Дис­со­циа­ция) уг­ле­ки­сло­ты, её би­кар­бо­нат­ных и кар­бо­нат­ных со­лей за­ви­сит ки­слот­ность или щё­лоч­ность во­ды. Со­дер­жа­ние ки­сло­ро­да, с од­ной сто­ро­ны, се­ро­во­до­ро­да, ме­та­на и во­до­ро­да, об­ра­зую­щих­ся в дон­ных илах, – с дру­гой, ха­рак­те­ри­зу­ет окис­лит. и вос­ста­но­вит. про­цес­сы в вод­ной тол­ще и грун­тах. Де­фи­цит ки­сло­ро­да при­во­дит к лет­ним и зим­ним за­мо­рам рыб в ги­по­лим­нио­не, ги­бе­ли бес­по­зво­ноч­ных. Ис­поль­зуя га­зы и био­ген­ные эле­мен­ты, вод­ные рас­те­ния (фо­то­син­те­ти­ки) при фо­то­син­те­зе вы­де­ля­ют ки­сло­род, соз­да­ют ав­то­хтон­ное ор­га­нич. ве­ще­ст­во, а мик­ро­ор­га­низ­мы (хе­мо­син­те­ти­ки) раз­ла­га­ют его и ор­га­нич. ал­лох­тон­ные ве­ще­ст­ва, очи­щая во­ды от их из­быт­ка. От ко­ли­че­ст­ва ми­нер. и ор­га­нич. взве­сей в вод­ных мас­сах за­ви­сят цвет и про­зрач­ность во­ды. Го­лу­бой цвет и вы­со­кая про­зрач­ность (до 40 м в Бай­ка­ле и Ис­сык-Ку­ле) ха­рак­тер­ны для О. с чис­той во­дой, по большей час­ти круп­ных. С уве­ли­че­ни­ем мут­но­сти цвет во­ды ста­но­вит­ся зе­лё­ным, бу­рым, ко­рич­не­вым, про­зрач­ность сни­жа­ет­ся до 1 м и ме­нее. От про­зрач­но­сти во­ды за­ви­сит тол­щи­на тро­фо­ген­но­го слоя, в ко­то­ром фо­то­син­те­тич. про­ду­ци­ро­ва­ние ор­га­нич. ве­ще­ст­ва пре­об­ла­да­ет над его де­ст­рук­ци­ей (раз­ло­же­ни­ем на во­ду и ми­нер. био­ген­ные ве­ще­ст­ва) гид­ро­био­нта­ми, ис­поль­зую­щи­ми рас­тво­рён­ный в во­де ки­сло­род. Под тро­фо­ген­ным сло­ем на­хо­дит­ся тро­фо­ли­тич. тол­ща во­ды, где из-за не­дос­тат­ка ос­ве­щён­но­сти де­ст­рук­ция ин­тен­сив­нее фо­то­син­те­за, что при не­дос­та­точ­ном пе­ре­ме­ши­ва­нии во­ды ве­дёт к воз­ник­но­ве­нию де­фи­ци­та О2

Хозяйственное значение озёр

В О. на­хо­дит­ся бо­лее 90 тыс. км3 вы­со­ко­ка­че­ст­вен­ной пре­сной во­ды. Вод­ные ре­сур­сы О. ис­поль­зу­ют­ся для во­до­снаб­же­ния, в це­лях гид­ро- и те­п­ло­энер­ге­ти­ки, для оро­ше­ния, рек­реа­ции, в рыб­ном хо­зяй­ст­ве, вод­ном транс­пор­те, разл. от­рас­лях пром-сти. Из О. до­бы­ва­ют мн. со­ли (со­да, ми­ра­би­лит, по­ва­рен­ная соль и др.), са­про­пе­ле­вые илы (при­ме­ня­ют­ся как удоб­ре­ние), ле­чеб­ные гря­зи – пе­лои­ды (ши­ро­ко ис­поль­зу­ют­ся в ме­ди­ци­не). 

В про­мыш­лен­но раз­ви­тых и гус­то­на­се­лён­ных стра­нах про­ис­хо­дит вы­зван­ное за­гряз­не­ни­ем и эв­тро­фи­ро­ва­ни­ем ухуд­ше­ние ка­че­ст­ва во­ды в О., сни­жа­ет­ся их ры­бо­про­дук­тив­ность, ис­че­за­ют цен­ные по­ро­ды рыб. При­ня­тые в кон. 20 в. в США и Ка­на­де за­ко­ны об ох­ра­не Ве­ли­ких озёр, в СССР – о ра­цио­наль­ном ис­поль­зо­ва­нии Ла­дож­ско­го оз. пре­д­отвра­ти­ли раз­ви­тие эв­тро­фи­ро­ва­ния круп­ней­ших в ми­ре озёр­ных эко­си­стем.

Лит.: Ка­лес­ник С. В. Ла­дож­ское озе­ро. Л., 1968; Куз­не­цов С. И. Мик­ро­фло­ра озер и ее гео­хи­ми­че­ская дея­тель­ность. Л., 1970; До­ма­ниц­кий А. П., Дуб­ро­ви­на РГ., Исае­ва А. И. Ре­ки и озе­ра Со­вет­ско­го Сою­за: (спра­воч­ные дан­ные). Л., 1971; Драб­ко­ва В. Г., Со­ро­кин И. Н. Озе­ро и его во­до­сбор – еди­ная при­род­ная сис­те­ма. Л., 1979; Ти­хо­ми­ров А. И. Тер­ми­ка круп­ных озер. Л., 1982; Ада­мен­ко В. Н. Кли­мат и озе­ра. Л., 1985; Guidelines of lake management. Shiga; Nairobi, 1988–1999–. Vol. 1–9; Хен­дер­сон-Сел­лерс Б., Марк­ленд Х. Р. Уми­раю­щие озе­ра. Л., 1990; Эко­си­сте­ма Онеж­ско­го озе­ра и тен­ден­ции ее из­ме­не­ния. Л., 1990; Фи­ла­тов Н. Н. Гид­ро­ди­на­ми­ка озер. СПб., 1991; Бай­кал: Ат­лас. М., 1993; Meybeck M. Global distribution of lakes // Physics and chemistry of lakes / Ed. A. Lerman, D. Imboden, J. Gat. B.; L., 1995; Ка­та­лог озер и рек Ка­ре­лии. Пет­ро­за­водск, 2001; Ла­дож­ское озе­ро – про­шлое, на­стоя­щее, бу­ду­щее. СПб., 2002; Рян­жин С. В. Мно­го ли на Зем­ле озер? // При­ро­да. 2005. № 4; Эдель­штейн КК. Струк­тур­ная гид­ро­ло­гия су­ши. М., 2005; Ми­хай­лов В. Н., Доб­ро­воль­ский АД., Доб­ро­лю­бов С. А. Гид­ро­ло­гия. 3-е изд. М., 2008; Мар­ты­но­ва М. В. Дон­ные от­ло­же­ния как со­став­ляю­щая лим­ни­че­ских эко­си­стем. М., 2010; Онеж­ское озе­ро: Ат­лас. Пет­ро­за­водск, 2010.

Вернуться к началу