Otsing sellest blogist
UUS!!!
Neogeen
Blogi, mis räägib kõigest, mis on Leonhardile oluline ja/või huvitav. Kommenteerige, tellige, lugege, nautige ja õppige. Neogeen on kronos...
reede, 8. märts 2024
Mõtted ja ülesanded
neljapäev, 7. märts 2024
Limnoloogia
Limnoloogia
Ingliskeelses kirjanduses hõlmab limnoloogia (limnology) kõikide sisevete (sealhulgas vooluveekogude) eelmainitud aspektid.Limnoloogia ehk järveteadus (< kreeka limnē 'järv' + logos 'õpetus') on interdistsiplinaarne teadusharu, mis uurib nii magevee- kui soolase veega järvi, käsitledes nende bioloogilisi, füüsikalisi, keemilisi, geoloogilisi ja hüdroloogilisi aspekte.
Limnoloogia rajajaks peetakse François-Alphonse Foreli, kelle peamiseks uurimisobjektiks oli Genfi järv.
Traditsiooniliselt on limnoloogia tihedalt seotud hüdrobioloogiaga.
Kuigi termin "limnoloogia" hõlmab kõiki soolaseid- ja teisi mandriveekogusid, siis traditsiooniliselt ei kuulu limnoloogiaõpetuse alla märgalad, põhjavesi ja vooluveekogud. Seetõttu käsitletakse enamasti limnoloogiat kui mageveekogude uurimist (Wetzel, 2001).
Limnoloogia uurimus on pikaajalise akadeemilise ranguse ja laia interdistsiplinaarse ajalooga. Üks tõeliselt põnev aspekt limnoloogias on, et uurimus on pikaajalise akadeemilise ranguse ja laia interdistsiplinaarse ajalooga geoloogiliste, keemiliste, füüsikaliste ja bioloogiliste koostoimete integreerimine, mis määratlevad veesüsteeme. Ükski limnologist ei ole näitanud paremini akadeemilise sünteesi kasutamist kui George Evelyn Hutchinson, ta tegi tänapäevase limnoloogia määratlemiseks rohkem kui ükski teine inimene. Aga teised veekeskkonna ökoloogid on teinud palju põnevaid teaduslikke edusamme, sealhulgas kontseptsiooni täiustamist, ökoloogilisi meetodeid haiguse tõrjele lähenemiseks, veereostuse hindamise ja kõrvaldamise meetodeid, kalapüügi juhtimise viisid, magevee elupaikade taastamine, ainulaadsete organismide säilitamine .
Iidsetel aegadel on tsivilisatsioonid sõltuvad mageveekogudest-järvedest, veehoidlatest, jõgedest ja märgaladest. Magevesi on oluline mitte ainult inimeste elu säilitamiseks, vaid ka selleks, et toetada jõukate majanduste aluseks olevaid tegevusi. Samal ajal, kui veeressursid on inimühiskondade jaoks hädavajalikud, võib nende ühiskondade tegevus reostada ja halvendada veevarusid, piirates nende kasulikke kasutusviise. Alates 1960. aastate "keskkonnaliikumise" algusest ja eriti pärast puhta vee seaduse (Clean Water Act) vastuvõtmist 1972. aastal Ameerika Ühendriikides, on põhjaameeriklased mõistnud, et tootmine, põllumajandus, mäetööstus, linnaarendus ja muud tegevused võivad mageveekogudele ohtu kujutada, ja nad on astunud samme nende ohtude vähendamiseks[4].
Mageveekogud moodustavad ainult väikese osa Maa pindalast. Siiski on nende tähtsus joogivee pakkumises, niisutuses, kalanduses, akvakultuuris ja turismis vaieldamatu. Limnoloogia e. siseveekogusid uuriv teadus tagab vajaliku teadusliku aluse järvede ja jõgede korrashoiuks. Limnoloogia roll on siiski suurem ja fundamentaalsem. Isegi kõige varasemad limnoloogid uskusid, et neil oli ökoloogia jaoks tähtis sõnum. See jätkuv uskumus on esile tõstetud artiklite pealkirjades nagu: "Järv kui mikrokosmos" (Forbes 1877) ja "Aerjalgsete teadus (copepodology) ornitoloogile" (Hutchinson 1951). Eriti järvesid on peetud väikesteks teatriteks, kus toimuvat suurejoonelist ökoloogiste interaktsioonide näitemängu, interaktsioone organismide seas ja organismide ning keskkonna vahel, saab uurida kergemini kui kusagil mujal. Järved saavad funktsioneerida nende väikeste teatritena ("mikrokosmostena" – Forbes) põhjusel, et neist on suhteliselt kerge proove võtta, sest nad on selgelt piiritletud (võrreldes maapealsete ökosüsteemidega) ja sellepärast, et tegevusala eksperimente on kerge teostada. Limnoloogiast on toimunud jätkuv informatsiooni vool teistesse ökoloogia tegevusaladesse kõikidel teaduse tasemetel, alustades kvantitatiivsete katsete tegemise metodoloogilistest probleemidest ja lõpetades kõrgelt abstraktsete kontseptsioonidega, nagu toitumisahel ja troofiline kaskaad. Üks kõige esileküündivamaid limnolooge G. E. Hutchinson on arendanud välja enamiku tänapäeva populatsiooni ja ühiskonna ökoloogia alustest. Limnoloogia on, vastupidi, saanud lähteandmeid peamiselt teoreetilisest ökoloogiast ja vähem eksperimenteerijatelt ning limnoloogia tegevusalalt välja jäävatelt ökoloogidelt. Erandiks on mereökoloogia, mis on andnud limnoloogiale mõned tähtsad metodoloogilised edasiminekud. Limnoloogia on aidanud kaasa teoreetilise ökoloogia mudelite ja eksperimentaalse uuringu ühendamisele rohkem kui ükski teine ökoloogia allharu. "Järve kui mikrokosmose" idee viitab loomulikult "ökoloogia ühtsuse" kontseptsioonile. Võib eeldada, et samad printsiibid ja seadused juhivad limnoloogilisi, mere- ja maapealseid kogukondi.
Eesti limnoloogiline uurimine
Limnoloogia kui iseseisva teadusharu alguseks Eestis tuleb pidada kompleksseid hüdrobioloogilisi uurimistöid Tallinna vesivarustuse huvides Ülemiste järvel aastatel 1904–1905 (Schneider, 1905), kuigi esimesed kalavarude uuringud seoses kalasaakide vähenemisega tegi Peipsi-Pihkva järvel Karl Ernst von Baer juba aastatel 1851–1852. Samal aastal tehti ka G. Siversi poolt Võrtsjärve ja Suure Emajõe hüdrograafiline uurimine seoses üleujutustega. Suure tähtsusega Eesti hüdrobioloogia arengus oli järvekomisjoni loomine Tartu Ülikooli juures tegutsevas Loodusuurijate Seltsis (LUS) 1905. aastal, mis sai peamiseks hüdrobioloogilisi uurimistöid läbiviivaks keskuseks kuni esimese maailmasõjani. Uuriti põhjalikult paljusid Eesti jõgesid (Emajõgi, Paala, Pedja) ja väikejärvi (Saadjärv, Pangodi, Võrtsjärv, Peipsi jt), kogudes hulgaliselt materjali nende floora, fauna ja geoloogilise ehituse kohta. Paraku ei omanud need uurimused veel kompleksset iseloomu, vaid täitsid tihti mingit kitsast ülesannet.
Esimene eestikeelne limnoloogiaalane töö oli A. Audova ja H. Bekkeri uurimus Pühajärvest (1923), milles käsitleti järve geofüüsikat ja elustikku. Koostati järve suurtaimestiku kirjeldus ning pöörati olulist tähelepanu järve fütoplanktonile ja zooplanktonile, uurides ka viimase dünaamikat. Hüdrobioloogiliste uuringute keskuseks sai Eesti Vabariigis Tartu Ülikooli juures tegutsev Eesti Vete Uurimise Komitee eesotsas Heinrich Riikojaga, keda võib tinglikult pidada ka Eesti limnoloogia rajajaks. Tema juhtimisel algasid 1925. aastal süstemaatilised hüdrokeemilised uurimistööd, millest esimeseks oli uurimus hapniku stratifikatsiooni kohta eutroofsetes järvedes (Riikoja, 1929).
Pärast sõja lõppu algasid jällegi laialdased uurimistööd, mille eesmärgiks oli hinnata peamiselt järvede kalamajanduslikku olukorda ja leida viisid nende ratsionaalsemaks majandamiseks. Limnoloogiline uurimistöö koondus nüüd peamiselt kahte kohta: Tartu Ülikooli Selgrootute ja Hüdrobioloogia õppetooli ning TA Bioloogia Instituudi (hilisem Zooloogia ja Botaanika Instituut) juurde.
Üldiselt toimusid Eesti limnoloogias ja hüdrobioloogias alates 1960. aastatest olulised muutused. Võrtsjärve limnoloogiajaam loodi 1954. aastal, hüdrobioloogia sektor Zooloogia ja Botaanika Instituudi juurde 1957. aastal. Limnoloogiajaama peahoone valmis 1963. aastal ja see asutus kujunes sisevete uuringute keskuseks. Kui senine limnoloogia oli olnud valdavalt kirjeldav, siis lihtsale kvalitatiivsele kirjeldamisele hakkasid alates 1960. aastatest lisanduma kvantitatiivsed näitajad nagu biomass ja produktsioon.
Uue hoo said 1960ndatel sisse ka geograafilised ja geoloogilised uurimused. K. Oraviku, L. Orviku, H. Kessel, R. Männil, R. Pirrus, A. Sarv ja teised uurisid ja hindasid Eesti järvesetete stratigraafiat ja jaotumist suures plaanis (Mäemets, 1971). Hinnati mitmete Eesti piirkondade järvede tihedust ja koostati uus Eesti järvede nimestik (Kask, 1964), mis sisaldas andmeid 1148 rohkem kui hektarilise pindalaga järve kohta. Monomeetriliste andmete kõrval leidus seal ka rohkesti uusi hüdroloogilisi ja hüdrobioloogilisi andmeid. Uuriti ka sapropeeli ja järvelubja keemilist koostist ning hinnati nende varusid (Veber, 1964; 1970). Ilmusid uurimused Eesti järvede ja soode peamiste kujunemisjärkude kohta Holotseenis, kasutades C14 meetodit (Ilves & Sarv, 1969; 1970). Eesti pinnavete hüdroloogiliste uuringute tulemusena eraldas T. Eipre (1967) seitse hüdroloogilist regiooni.
Eelnevate aastakümnete käigus kogutud hiiglaslik materjal koondati mahukasse ja ülevaatlikusse monograafiasse Eesti järved (1968), mille toimetuskolleegiumi kuulusid A. Mäemets, H. Simm ja E. Varep. 15 autorit annavad selles ülevaate 150 järve geograafiast, hüdrokeemiast, makrofloorast, fütoplanktonist, zooplanktonist, põhjaelusustikust ja kalastikust. Käsitlemist leidsid ka linnustik, jõevähk ning isegi arheoloogia ja folkloor. Suur materjali hulk lubas alustada ka töid järvede klassifitseerimise alal.
Seoses põllumajandusliku ja tööstusliku tegevuse intensiivistumisega ning linnade hoogsa kasvuga hakati 1970. aastail täheldama järvede hüdrokeemilises ja hüdrobioloogilises režiimis olulisi nihkeid, mis viitasid antropogeensele eutrofeerumisele. Sellele faktorile hakati rohkem tähelepanu pöörama. Ilmusid kogumikud "Antropogeenne mõju väikejärvedele" (1980), Eesti NSV järvede nüüdisseisund (1982) ja teised., kus vastavaid ilminguid põhjalikult ka valgustati. 1980ndate algusest hakkasid olulisemat tähtsust omandama ökoloogilised uurimused. Suuremat tähelepanu pöörati seejuures erinevatel troofsustasemetel toimuvatele protsessidele ja nende põhjuslikele mehhanismidele ning kahe suure järve, Peipsi ja Võrtsjärve ökosüsteemidele.
Eesti taasiseseisvumise järel toimusid suured muutused limnoloogias ja hüdrobioloogias. Senine teaduskorralduse süsteem finantseerimine muutusid oluliselt ning nõudlus akadeemia instituutide järele vähenes tunduvalt. Peamiselt jätkusid tööd varasemate materjalide üldistamise ja kokkuvõtmise alal. 1994. aastal ilmus juba 1980ndate lõpul valminud L. Saarse mahukas monograafia väikejärvede põhjasetete kohta, kus leiavad valgustamist põhjasetete koostis ja kujunemine ning biostratigraafia ja geoloogia (Caapce, 1994). Väga ulatuslike produktsioon-bioloogiliste kompleksuuringute lõpptulemuseks kujunes P. Nõgese juhtimisel (Nõges, 1994a) kokkuvõte erinevate järvetüüpide produktsiooniprotsessidest (1989–1994). Alates 1991. aastast koostatakse E. Pihu juhtimisel monograafiat "Eesti kalad", mis lisab uusi materjale kalade leviku, bioloogia ja kalastiku koosseisu kohta. Teoreetilis-teaduslike uuringute kõrval 1980.–1990. aastatel on olulist kajastamist leidnud rakendusökoloogilised ja eelkõige elukeskkonda kajastavad uuringud
kolmapäev, 6. märts 2024
Hüdroloogia
Hüdroloogia (vanakreeka sõnadest hydōr 'vesi' ja logos 'mõiste, õpetus') on teadus, mis uurib Maa ja teiste planeetide vee liikumist, jagunemist ja kvaliteeti, kaasa arvatud veeringet, vee ressursse ja keskkonna veevarude haldamist. Teadlast, kes selle teadusharuga tegeleb, nimetatakse hüdroloogiks.
Hüdroloogia jagatakse pinnavee hüdroloogiaks, põhjavee hüdroloogiaks ja merehüdroloogiaks. Hüdroloogia valdkonda kuuluvad ka hüdrometeoroloogia, hüdrogeoloogia, valgla ohjamine ja vee kvaliteet – valdkonnad, kus vesi mängib põhilist rolli. Okeanograafia ja meteoroloogia ei kuulu hüdroloogia alla, kuna nendes valdkondades on vesi üks tähtsatest aspektidest, aga mitte ainus.
Ajalugu
Inimesed on teinud püüdeid suunata vee liikumist üle mitme tuhande aasta. Näiteks juba 4000 aastat eKr ehitati Niilusele vesiehitisi, et jõe vett suunates suurendada saagikust ja parandada maa viljakust. Mesopotaamia linnad kaitsesid end üleujutuste eest kõrgete muldvallidega. Vanad kreeklased ja roomlased ehitasid akvedukte ning Vana-Hiinas rajati niisutus- ja üleujutuskaitsevõrke.
Marcus Vitruvius kirjeldas esimesel sajandil eKr veeringeteooriat, kus sademed langevad mägedele ning läbides Maa pinna tekitavad ojad ja allikad. Teaduslikumat lähenemist kasutades kirjeldasid nii Leonardo da Vinci kui ka Bernard Palissy teineteisest sõltumatult tänapäeval tuntud veeringet. Alles 17. sajandil hakati leidma hüdroloogiliste muutujate väärtusi.
Moodsa hüdroloogia rajajad olid Pierre Perrault, Edme Mariotte ja Edmond Halley. Mõõtes sademeid, äravoolu ja äravooluala, näitas Perrault, et sademetest piisab Seine’i jõe varustamiseks. Mariotte kasutas vee voolukiiruse ja jõe ristlõike pindala mõõtmeid, et arvutada Seine'i jõe äravool. Halle näitas, et Vahemerest aurustub vesi sinna sissevoolavate jõgede veehulga arvelt.
18. sajandil hüdroloogia arenes, kuna Daniel Bernoulli leiutas piesomeetri, Bernoulli lõi Bernoulli võrrandi ja Henri Pitot omakorda Pitot’ toru. 19. sajandil arenes põhjavee hüdroloogia ning avastati Darcy seadus, loodi Dupuit'-Thiemi kaevuvalem ja Hageni-Poiseuille' kapillaarsuse võrrand.
20. sajandil asendus empiirilisus regionaalsete analüüsidega. Valitsused algatasid hüdroloogilise uurimise programme. Tähtsamateks saavutusteks olid Leroy Shermani hüdrograaf, Robert E. Hortoni maasseimbumise teooria ja Charles Vernon Theisi põhjavee võrrand, mis kirjeldab kaevu hüdraulikat.
Tänu arvutite arengule ja geoinfosüsteemidele on alates 1950. aastatest hüdroloogiale lähenetud teoreetilisemalt kui varem.
Hüdroloogia harud
- Keemiline hüdroloogia uurib vee keemilisi omadusi.
- Ökohüdroloogia uurib organismide ja veeringi vastastikust mõju.
- Hüdrogeoloogia uurib põhjavett ja selle liikumist.
- Hüdroinformaatika on infotehnoloogia kohandus hüdroloogiale.
- Hüdrometeoroloogia uurib vee ja energia liikumist maa, veekogu ja atmosfääri madalamate kihtide vahel.
- Isotoopide hüdroloogia uurib isotoopide jälgi vees.
- Pinnavee hüdroloogia uurib hüdroloogilisi protsesse, mis toimuvad Maa pinnal või selle lähedal.
Seotud valdkonnad
- Okeanograafia on teadusharu, mis uurib üldisemalt ookeane.
- Meteoroloogia uurib üldisemalt atmosfääri ja ilma, kaasa arvatud lume- ja vihmasadu.
- Limnoloogia ehk järveteadus uurib liikuvate, seisvate, looduslike, inimtekkeliste, soolaste ja magedate siseveekogude bioloogilisi, keemilisi, füüsikalisi, geoloogilisi ja muid omadusi.
Väljundid
- Piirkonna veebilansi määramine
- Põllumajandusliku veebilansi määramine
- Ripaalala taastamise projekteerimine
- Üleujutuste, maalihete ja põudade ennustamine ja ennetamine
- Reaalajas üleujutuste prognoosimine ja hoiatuste edastamine
- Põllumaa niisutuse projekteerimine
- Joogivee varustamine
- Tammide projekteerimine
- Sildade projekteerimine
- Kanalisatsiooni ja äravoolu projekteerimine linnades
- Geomorfoloogiliste muutuste nagu erosiooni ja settimise ennustamine
- Veevarude muutuste uurimine
- Saasteainete transpordiga seotud riskide uurimine
Uurimisalad
Hüdroloogia keskseks teemaks on asjaolu, et vesi liigub läbi Maa erinevaid teid mööda ning erineva kiirusega. Veeringe kõige piltlikum näide on vee aurustumine ookeanist, mille järel tekkinud pilved liiguvad merelt maale ja tekitavad sademeid. Sademete vesi jõuab jõgedesse, järvedesse või põhjavette. Osa veest aurustub ning osa jõuab tagasi ookeani, lõpetades nii ka ühe tsükli. Vesi muudab ühe tsükli käigus mitu korda oma olekut.
Hüdroloogia uurib vee liikumist eri olekutes, vee liikumist ühe oleku kestel või lihtsalt kvantifitseerib vee kogused mingis olekus. Osa hüdroloogiast keskendub otseste mõõtmiste saamisele ning osa modelleerib protsesse, et teha ennustusi ja prognoose.
Põhjavesi
- Põhjavee hüdroloogia (hüdrogeoloogia) kvantifitseerib põhjavee voolu ja lahustunud ainete liikumist.
Imbumine
Sademete pinnasesse imbumine on hüdroloogias oluline teema. Mõnel juhul imab kuiv pinnas sademeid halvemini kui märg pinnas. Teatud olukordades on imbumist võimalik mõõta infiltromeetriga.
Pinnavee voolamine
Hüdroloogia uurib pinnavee voolamist ja lahustunud ainete liikumist. Vee liikumist suuremates jõgedes uurivad ka hüdraulika ja hüdrodünaamika.
Üks olulisemaid uurimisobjekte on pinnavee ja põhjavee vastastikune mõju. Tegemist on keeruliste protsessidega ja veehulga liikumine, kas põhjaveest pinnavette või vastupidi, sõltub paljudest sellistest muutujatest nagu põhjavee tase, pinnaveekogu põhja omadused jm.
Aurustumine ja sademed
Aurustumine on oluline veeringe osa. Seda mõjutab osaliselt õhuniiskus, mida on võimalik mõõta näiteks niiskusmõõturiga. Aurustumist mõjutab ka lume, rahe või jää olemasolu.
Sademete hulka on võimalik mõõta eri viisidel: sadeveemõõturi, radari või satelliitidega.
Kaugseire
Hüdroloogiliste protsesside kaugseire pakub eri tüüpi infot, näiteks pilvkatte, maapinna niiskuse või taimkatte kohta. Kaugseiret tehakse nii maapealsete sensorite kui ka satelliitidega.
Vee kvaliteet
Hüdroloogia uurib vees olevaid orgaanilisi ja mitteorgaanilisi ühendeid nii lahustunud kui ka sette kujul. Vee kvaliteeti mõjutab selles lahustunud hapniku reageerimine orgaaniliste ühenditega, aga mõjutavad ka muud keemilised reaktsioonid. Veeproovide võtmine on tihti automatiseeritud ja proovid analüüsitakse proovivõtmise kohas.
Statistiline hüdroloogia
Hüdroloogiliste andmete, nagu sademete hulk või jõe vooluhulk, analüüsimisel on hüdroloogidel võimalik hinnata tulevasi hüdroloogilisi nähtusi. Haruldaste nähtuste prognoosimiseks analüüsitakse nende kordumisperioodi. Veel huvitab hüdrolooge ka näiteks jõgede keskmine vooluhulk aasta või aastaaja kohta.[4]
Nende analüüside põhjal saavad insenerid ja majandusteadlased teha usutavaid riskihinnanguid. Vastavalt nendele on võimalik planeerida taristu arengut ja muid investeeringuid. Statistilist informatsiooni kasutatakse ka suurte tammide käitumiseeskirjade loomisel.
Modelleerimine
Hüdroloogiline mudel on lihtsustatud kujututis veeringi osast. Mudeleid kasutatakse peamiselt ennustuste tegemiseks ja hüdroloogiliste protsesside paremaks mõistmiseks. Eristatakse kaht peamist hüdroloogilist mudelit: andmetel põhinev ja protsessi kirjeldusel põhinev.
- Andmetel põhinev mudel kasutab n-ö musta kasti metoodikat, kus kasutatakse matemaatilisi ja statistilisi lähenemisi, et leida seos sisendi (näiteks sademete hulk) ja väljundi (näiteks äravool) vahel, proovimata analüüsida protsessi olemust. Näiteks on teada, et niiske pinnas imab vett kiiremini kui täiesti kuiv pinnas.
- Protsessi kirjeldusel põhinev mudel püüab modelleerida vaadeldud füüsikalisi protsesse. Sellised mudelid sisaldavad tavaliselt andmeid reljeefi, aurustumise, pinnavee voolamise ja teiste parameetrite kohta. Neid nimetatakse deterministlikuteks. Mudelid võivad olla pidevad või siis koostatud mingi kindla ühekordse nähtuse tarvis.
Praegused hüdroloogilised mudelid püüavad hõlmata kogu Maad ning annavad võimaluse paremini mõista hüdroloogiliste süsteemide käitumist.
Organisatsioonid
Rahvusvahelised uurimisasutused
- Rahvusvaheline veemajandusinstituut (International Water Management Institute)
- UNESCO-IHE veeharidusinstituut (UNESCO-IHE Institute for Water Education)
Teadusajakirjad
- Hydrological Processes, ISSN: 1099-1085 (electronic) 0885-6087 (paper), John Wiley & Sons
- Hydrology Research, ISSN: 0029-1277, IWA Publishing (formerly Nordic Hydrology)
- Journal of Hydroinformatics, ISSN: 1464-7141, IWA Publishing
- Journal of Hydrologic Engineering, ISSN: 0733-9496, ASCE Publication
- Journal of Hydrology
- Water Research
- Water Resources Research
- Hydrological Sciences Journal - Journal of the International Association of Hydrological Sciences (IAHS) ISSN 0262-6667 (Print), 2150–3435 (Online)
teisipäev, 5. märts 2024
Glatsioloogia
Glatsioloogia
Glatsioloogia on teadus, mis uurib peamiselt liustikke.
Glatsioloogia alla kuulub tegelikult kogu maapinnal oleva jää uurimine, kuid liustikud moodustavad sellest tähtsaima ja uurituima osa, mistõttu nimetatakse glatsioloogiat mõnikord ka liustikuteaduseks. Ei saa märkimata jätta, et glatsioloogial on ka kolmas nimetus – jääteadus.
Glatsioloogiaga tegelevad glatsioloogid. Glatsiolooge ühendab 1936. aastal asutatud Rahvusvaheline Glatsioloogia Ühing.
Tuntud glatsiolooge
esmaspäev, 4. märts 2024
Tulevased teemad ja plaanid
reede, 1. märts 2024
Hüpolimnion
Hüpolimnion (eesti keeles nimetatud ka alusveeks) on kihistunud veekogu (enamasti sügava järve) kõige alumine veekiht.
Üldjuhul on see kiht kõige külmem suvel ja kõige soojem talvel, mil veekogu võib olla jääga kaetud.
Sügavates parasvöötme järvedes on hüpolimnioni veemassiiv aasta ringi 4 °C ringis. Väiksematel laiuskraadidel (soojema kliimaga aladel) võib hüpolimnioni veemassiivi temperatuur olla palju kõrgem kui 4 °C.
neljapäev, 29. veebruar 2024
Epilimnion
kolmapäev, 28. veebruar 2024
Termokliin
Termokliin (ingl k thermocline, vene k слой скачка) ehk metalimnion on järsult muutuva temperatuuriga (1–3 °C ja rohkem 1 m kohta) õhuke hüppekiht suhteliselt sügavates kihistuvates veekogudes. Inversiooni nime all esineb termokliin ka atmosfääris.
Termokliini eripära seisneb selles, et seal muutub temperatuur vertikaalsihis palju kiiremini kui sellest üleval- ja allpool asuvates veekihtides. Sellest võib mõelda kui nähtamatust tekist, mis eraldab teineteisest kaks veekihti: segunenud pinnakihi ehk epilimnioni ja rahuliku süvaveekihi ehk hüpolimnioni.
Termokliini sügavus ja paksus on veekoguti erinev ning sõltub mitmest tegurist: aastaajast, laiuskraadist, hoovustest, loodetest ning tuule mõjul tekkinud vee turbulentsest liikumisest. Olenevalt veekogu tingimustest võib termokliin olla poolpüsiv, esinedes mõne mõjuteguri muutumise, näiteks pinnakihi ööpäevaringse soojenemise ja jahtumise tõttu vaid ajutiselt.
Kihistumine
Veekogu saab tavaliselt temperatuuriprofiili järgi jaotada kolmeks osaks. Ülemises tsoonis sügavusega 50–200 m on temperatuur sarnane pinnakihi temperatuuriga, selle all paiknevas tsoonis (vahemikus 200–1000 m) on temperatuuri järsk langemine ning kõige alumises tsoonis on temperatuuri muutumine väga aeglane. Madalatel laiuskraadidel on tüüpilisteks temperatuurideks 20 °C pinnal, 8 °C 500 m sügavusel, 5 °C 1000 m sügavuselja 2 °C 4000 m sügavusel. Keskmist, suure temperatuurigradiendiga tsooni, nimetatakse termokliiniks. Väikeste ebaregulaarsuste tõttu on selle täpset sügavust vaatluse käigus raske määratleda, seetõttu tehakse kindlaks hoopis nn termokliini tsoon ehk sügavusvahemik, kus temperatuurigradient on suurem kui sellest ülal- ja allpool.[2]
Termokliinid jagunevad ööpäevasteks (ingl k diurnal), sesoonseteks (seasonal), püsivateks (main või permanent) ning süvavee (abyssal) termokliinideks. Ööpäevane termokliin esineb pigem ookeani pealmises kihis, sesoonne umbes esimese 100 m piires, püsiv sügavusvahemikus 100–800 m ning süvaveetermokliin sügavamal.[3]
OokeanidRedigeeri
Enamik päikeselt tulevast soojusenergiast neeldub ookeani pinnakihi esimestes sentimeetrites ning pind soojeneb, öösel kiirgub soojusenergiat kosmosesse tagasi, mille tulemusena pinnakiht taas jahtub. Lainetus segab ookeani pinna lähedast kihti, kandes sellel neelduvat soojust ka veidi sügavamale. Olenedes lainete tugevusest ning hoovuste põhjustatud turbulentsi olemasolust ookeani pinnal, võib temperatuur kuni 100 meetri sügavuseni olla suhteliselt ühtlane. Segunenud kihist allpool oleva vee temperatuur jääb ööpäevaringse temperatuurikõikumise käigus pigem stabiilseks. Sügavamal muutub temperatuur järk-järgult madalamaks ning võib põhjale lähenedes langeda ligi nulli kraadini Celsiuse järgi, kuna ookeani soolane vesi keskmise soolsusega 3,5% jahtub alles −1,94 °C juures.[4]
Madalamatel laiuskraadidel, näiteks troopikas, on termokliin püsiv, keskmistel laiuskraadidel (parasvööde) aga püsiv, ent muutlik, varieerudes põhiliselt aastaaegade vahetumise tõttu. Talvisel ajal on pinnakiht jahedam ning termokliin vähem märgatav ja sügavamal, suvine termokliin on suurema temperatuurigradiendiga ja pinnale lähemal. Polaaraladel on veesammas pinnast põhjani suhteliselt ühtlaselt külm ning termokliin peaaegu märkamatu või puudub üldse. Lisaks termokliinile võib polaaralal esineda ka jahedama (kuni −1,6 °C) vee kiht (ingl k dicothermal layer) sellest soojemate ülemise ja alumise veekihi vahel (sügavusvahemik 50–100 m).[2]
Kuna helikiirus sõltub tihedusest, mis omakorda sõltub temperatuurist, saab termokliini kirjeldada negatiivse helikiiruse gradiendi järgi. Seetõttu on termokliin tähtis ka allveelaevanduses: hüppekiht peegeldab sonari või mõnda muud akustilist signaali.
Sukeldudes on termokliini olemasolu võimalik jälgida ka palja silmaga, näiteks olukordades, kus põhjast tulev külmem tõusuvesi tungib läbi termokliini soojemasse pinnakihti. Kuna murdumisnäitaja sõltub temperatuurist, näeb vesi selles olukorras välja kui reljeefne klaas, milletaolisi kasutatakse läbipaistvuse vähendamiseks näiteks vannitubade akendena. Taolisi läbipaistva keskkonna mittehomogeensusest tulenevaid nähtusi võib jälgida ka näiteks lennujaamade või kõrbete teedelt tõusva kuuma õhu tõttu.
Teised veekogudRedigeeri
Termokliinid on jälgitavad ka teistes veekogudes, näiteks järvedes. Suvel on hõredama sooja pinnaveekihi ja tihedama külma vee kihi vahel õhem termokliin, kuna järve pinnal ei ole sellist segunemist nagu toimub tuule ja lainetuse mõjul ookeanides ja meredes. Seetõttu on järvedes termokliin ka stabiilsem.
Suve lõpuks võib püsiva termokliini tagajärjena tekkida hapnikupuudus sellest allpool olevates veekihtides, kuna termokliin takistab hapniku liikumist pinnakihist allapoole ning hüpolimnionis elavad organismid tarvitavad olemasoleva hapniku ära. Talve lähenedes hakkab öine jahtumine päevase soojenemise üle domineerima ning pinnaveekihi temperatuur langeb. Kui pinnakihi temperatuur on langenud nii palju, et selle tihedus ületab alumiste veekihtide tihedust, pöörduvad kihid ümber, kuna pinnakiht vajub gravitatsiooni mõjul allapoole. Liikuvus, näiteks hoovused ja tuul, aitab protsessi kiirendada. Samasugune nähtus esineb ka arktilises ja antarktilises vees, asendades pinnaveekihi uue hapnikuvaesema, ent toitainerikkama süvaveekihiga. Selline pinnakihi toitainete järsk kasv võib kaasa tuua taimhõljumi ehk fütoplanktoni vohamise. Fütoplanktoni kui veekeskkonna toiduvõrgustike alglüli[1] kasv on aluseks ka teiste eluvormide populatsiooni kasvule.
Pinnakihi jahtudes võib selle temperatuur saavutada väärtuse, mille juures on võimalik jäätumine ning veekogu kattub jääkaanega. Kuna vee tihedus on suurim 4 °C juures, vajub see põhja ja surub hõredama vee, mis on külmumistemperatuuri lähedal, ülespoole, tekitades uue, talvise termokliini. Selline kihistumine kestab kuni kevadeni, kui jää on sulanud ja pinnavee temperatuur tõusnud vähemalt 4 soojakraadini. Kihid pöörduvad vanasse, talve-eelsesse olekusse.
Kinnistes või osalisel kinnistes veekogudes võib leiduda ka erineva olemusega termokliinisiseseid laineid. Ühel juhul on tegemist seisulainetega (ingl k erialatermin seiche), mille korral termokliin ühes ja samas asukohas mõõdetuna ajaliselt võngub. Teistsugune, ajas muutumatu laine võib tekkida reljeefsel ookeanipõhjal toimuvate voolude mõjul.
AtmosfäärRedigeeri
Ka Maa atmosfäär on temperatuuriliselt kihistunud, sisaldades kihte, milles temperatuur kõrguse tõustes langeb (negatiivne temperatuurigradient), õhukesi kihte ehk pause, milles vertikaalne temperatuurigradient on suhteliselt väike, ning kolmandaks kihte, kus temperatuur kasvab kõrguse kasvades. Maapinnale lähimas kihis ehk troposfääris on tüüpiliselt tegemist negatiivse temperatuurigradiendiga, kuna alumine atmosfäärikiht soojeneb põhiliselt Maa soojuskiirguse toimel[5], ent Maa öise jahtumise käigus võib olukord troposfääri alumises osas pöörduda ja asenduda hoopis positiivse temperatuurigradiendiga. Viimane nähtus – olukord, kus temperatuurigradient erineb atmosfäärikihile vastavast normaalsest gradiendist – kannab atmosfäärilise termokliinina nime inversioon või temperatuuriinversioon.[6] Inversioonikihi paksus võib olla vaid 100 m ning selle kohal jätkub troposfääri tavaline temperatuuriprofiil. Öise jahtumise mõjul tekkinud inversioonikihi stabiilsus on piiratud: normaalne temperatuurigradient taastub varsti pärast päikesetõusu, kuna maapind soojeneb ja soojendab õhku selle kohal. Soojem ja hõredam õhk tõuseb ning inversioon kaob. Taoline inversioonikiht saab tekkida ka talvel, kui päikesekiired langevad maapinna suhtes väikese nurga all ning äraantav soojusenergia ületab saadava soojusenergia hulga.
Inversiooninähtus võib kaasa tuua õhusaastatuse, kuna maapinnale lähem jahe õhk ei tõuse soojema ja hõredama kohale, mistõttu näiteks sudu hajumine on takistatud. Analoogiliselt termokliiniga käitub ka inversioonikiht eraldava kaanena ning võib takistada atmosfääris toimuvaid konvektsiooninähtusi. Kui see kaas mingil põhjusel kuskilt läbi hakkab laskma, võib tekkida äikesetorm. Külmemas kliimas võib inversiooninähtus kaasa tuua jäävihma, mis tekib tavaliselt olukorras, kus külm kiht on soojast kihist allpool (näiteks sooja frondi lähenemine).
teisipäev, 27. veebruar 2024
Epipelagiaal
Epipelagiaal on maailmamere kõige pealmine sügavusvöönd, pelagiaali osa. See vöönd on valgusküllane (eufootne vöönd) ning seetõttu saab seal toimuda fütoplanktoni fotosüntees.
Ookeanides algab see vöönd veepinnalt ja ulatub umbes 150–200 meetrini, sisemeredes harilikult 0–50(100) m.
Epipelagiaalile järgnev sügavusvöönd maailmameres on mesopelagiaal.
-
Muusika astmed ei ole noodid. Astmete redel algab 1. astmest ja lõppeb 8. astmega. Kõikide helistike heliredel algab 1. astmest. Astmetel...
-
EESTI RAHVAKALENDRI PÜHAD: JAANUAR Talvine kalapüük Mootse talus . ERA, Foto 17846. Kolmekuningapäev (6. I) Nuudipäev (7. I)...