Физико-географическая характеристика озера Байкал

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Физико-географическая характеристика озера Байкал

Озеро Байкал и его водосборный бассейн принадлежат к уникальным геосистемам мира. Байкал расположен в центральной части Восточной Сибири, недалеко от условного географического центра Азии. Горная котловина озера представляет важнейший природный рубеж Сибири. В настоящее время впадина Байкала рассматривается как центральное звено Байкальской рифтовой зоны, возникшей и развивающейся одновременно с мировой рифтовой системой. В этом районе сходятся границы различных флористических и фаунистических ареалов, создавая не имеющие аналогов биогеоценозы.

Байкал расположен на высоте 455 метров над уровнем моря. Озеро окружено горами с юго-запада - отрогами Восточных Саян, с запада - Приморским и Байкальским хребтом, с востока - Баргузинским хребтом, с юго-востока - Хамар-Дабаном. Самые высокие горы - на севере гора Черского высотой 2588 м и на юге - пик Черского высотой 2278 м над уровнем моря.

Впадина озера в морфологическом отношении представляет собой три самостоятельные котловины - Южную, Среднюю и Северную. Южная простирается от южной оконечности озера до дельты реки Селенги. Средняя котловина расположена между р. селенгой и архипелагом Ушканьих островов. И, наконец, Северная котловина простирается от Ушканьих островов до северной оконечности озера. Объемы воды, площади поверхностей, максимальные и средние глубины для котловин и всего озера даны по последним наиболее точным подробным данным (The INTAS Project 99-1669 Team, October 2002.)

Температура и климат

Основной физической характеристикой природных вод является температура, которая определяется климатом. Климат на Байкале умеренный с хорошо выраженным сезонным (годовым) ходом. Прогревание верхних слоев воды начинается с поглощения приходящей солнечной радиации подо льдом и продолжается после вскрытии и освобождения озера ото льда. В конце мая - июне месяце температура воды переходит через температуру 4оС. В этот период, когда плотность воды максимальна, называемый весенней гомотермией, вертикальный обмен очень активен и одинаковая температура устанавливается до двухсот и более метров. Максимальный приход солнечной радиации наступает в день летнего солнцестояния 22 июня, а максимальные температуры поверхности из-за большой тепловой емкости и инерции воды наблюдаются в конце июля - начале августа. В центральных частях озера температуры поверхности воды достигают 14-16⁰С, а в береговых частях может доходить до 20⁰С и более. При сильном прогреве самые поверхностные слои быстро прогреваются и зоны значительных вертикальных изменений температуры и плотности (слои скачка температуры и пикноклин) реализуются на глубине 10-15 метров. Затем идет период охлаждения поверхностных слоев воды, сопровождаемый усилением температурной конвекции, которая достигает максимума при осенней гомотермии при 4⁰С, а максимальная глубина перемешивания доходит до 430 м. В декабре в Северной котловине и в январе - в Южной наступает ледостав, а в марте месяце начинается подледный прогрев и годовой ход температур повторяется. Период обратной температурной стратификации от 0 до 4⁰С на Байкале длится около 7 месяцев.

По числу часов солнечного сияния Байкал богаче, чем соседние территории Сибири и даже некоторые западные и южные районы страны - на севере Байкальской впадины (Нижнеангарск) 1948 часов в год, на юге озера (Бабушкин) и в средней части (Хужир) 2100 и 2277, а на Рижском взморье, находящемся на той же широте - в среднем 1839 часов в год, в Абастумани на Кавказе - 1994. Среднегодовая температура воздуха по впадинам озера распределяется так: в южной котловине -0,7⁰С, в средней -1,6⁰С, в северной -3,6⁰С. Осадков больше всего выпадает на Хамар-Дабанском побережье - около 800 мм\год и более, а также в горах - от 1200 до 1400 мм; меньше всего - на островах Ольхон и Ушканьи, на Маломорском побережье озера и на среднем участке западного и восточного побережий. В среднем здесь выпадает от 160 до 300 мм осадков в год.

Вода Байкала

Прозрачность:

Самое удивительное в Байкале - это огромное количество прозрачной высококачественной воды. Это отмечается в первых впечатлениях от видения озера Байкал, принадлежащих русскому послу в Китае Н.Спафарию: «А вода в нем зело прозрачна, на многия сажени видна и к питию зело здрава…». Прозрачность природных вод может измеряться глубиной видимости стандартного белого диска диаметром 30 см, так называемый диск Секки или физическими электронными приборами. Для поверхностных вод наибольшая прозрачность по диску Секи на Байкале составляет 40.2 метра. Ежегодно в Байкале воспроизводится около 60 кубических километров прекрасной и неповторимой по качеству воды, которую в некоторых случаях можно употреблять вместо дистиллированной. Редкая чистота воды обеспечивается жизнедеятельностью его уникального растительного и животного мира. Основные свойства байкальской воды характеризуются так: в ней очень мало растворённых и взвешенных минеральных веществ, ничтожно мало органических примесей, много кислорода. Общая минерализация воды в Байкале - 120 миллиграмм на литр, в то время как во многих других озёрах она доходит до 400 и более миллиграммов на литр.

Суммарное содержание ионов в воде озера - 96,7 миллиграмм на литр. Как показывают измерения электронными прозрачномерами, глубинные воды озера Байкал обладают прозрачностью более высокой, чем поверхностные, примерно в пять раз, т.е. прозрачность по диску Секки составляла бы около 200 м. Самые прозрачные воды имеют Южный и Северный Байкал и менее прозрачные - Средний, в который впадают две реки: часть Селенги и Баргузин с очень мутными водами. Исследования, проведенные рядом научных учреждений, привели к интересным фактам: солнечный и лунный свет на Байкале проникает до глубин 400-600 метров, а байкальская вода обладает собственным свечением, что явилось полной неожиданностью не только для физиков, но и для байкальских биологов. По крайней мере, наличие работающих зрительных органов у глубоководных обитателей озера перестало казаться нелепостью или атавизмом.

Механизмы самоочищения Байкала

Как же и каким образом сохраняется такое количество высококачественной пресной воды, пригодной для питья? Существует несколько гипотез, механизмов, объясняющих это явление. Первая схема самоочищения вод уникального озера, в которой основная роль принадлежит биоте, была предложена академиком Г.И. Галазием. Подчеркивается, что в самоочищении байкальских вод основную роль играют трофические связи и взаимоотношения организмов в толще воды, пелагиали, сложившиеся в процессе развития озера. В формировании чистой байкальской воды значительную роль играет зоопланктон, фильтрующий при питании воду озера. Рачок такого вида - эпишура, питающийся бактериями и планктонными водорослями и составляющий до 90% массы зоопланктона, в течение года фильтрует от 500 до 1000 кубических км и более воды, что в 10-15 раз превышает объем годового притока из всех рек, впадающих в Байкал (около 60 кубических км). Более 70% органических веществ, созданных в озере и принесенных притоками, с помощью бактериопланктона и кислорода, полученного в процессе фотосинтеза, подвергаются деструкции, разрушению, до минеральных форм и воды и затем вновь вовлекаются в биологическую трансформацию.

Эпишура, байкальский эндемик, обитает в открытом Байкале при мало изменяющейся температуре и наиболее приспособлена к жизни в холодноводных районах озера с малым содержанием взвешенных веществ, стабильным химическим составом воды и температурой. Например, при повышении температуры до 12оС и выше эпишура гибнет. Другие виды байкальских фильтраторов: кладоцеры, моллюски, губки и др., обитают в прибрежных районах с гидрологическими и гидрохимическими условиями, меняющимися в более широких пределах. Однако по производительности в процессе самоочищения Байкала они не могут сравниться с эпишурой и тем более заменить ее.

Существенный вклад в природное загрязнение байкальской воды дает органическое вещество взвешенное (фитопланктон, его отмершие остатки и др.) и растворенное, называемое «желтым» веществом. Но органические вещества любой природы являются пищей для планктона, рыб и микробов, которые могут разлагать даже стойкую органику, включая «желтое» вещество до минеральных форм и воды. Таковы основные черты биологической схемы самоочищения озера Байкал, являющейся неотъемлемой частью уникальной и строго сбалансированной экосистемы озера. Другие виды самоочищения, например, гидрофизические не будут противоречить биологическим схемам, которые могут рассматриваться как дополнение.

Байкальские ветры

Байкал знаменит своими ветрами, про некоторые из которых сложены легенды и песни. Например, о Баргузине. Это ветер северо-восточного направления и для пересекающих Байкал с востока на запад он был попутным. Это в царское время и ценили, как поется в песне, «бродяги», бежавшие с Сахалина и переправлявшиеся через Байкал на «славном корабле, омулевый бочке» и просившие «Эй, Баргузин, пошевеливай вал, молодцу плыть недалечко». Но среди местного населения более знаменитым, более сильным, коварным и свирепым является ветер Сарма, Горная погода или просто «Погода», родственный Новороссийской боре, фёну. Ветер начинается с легких порывов теплого ветра, который затем быстро набирает силу и скорость ветра доходит до сорока метров в секунду с понижением температур воздуха. В осенне-зимнее время «Горная» заканчивается сильным оледенением судов иногда с трагическим исходами. Оледенение корпуса судна может доходить до 20 см толщины, и если лед не скалывать, то корабль может потерять остойчивость, перевернуться и затонуть. В первую очередь падают антенны, которые из-за быстро обрастания льдом начинают напоминать пожарные рукава и обрываются… Признаками близкой Сармы являются: легкое маленькое облачко, зацепившееся за вершинку горы в распадке и теплые порывы ветра. Опытные экспедиционники говорили, что в самом поселке Сарме при «разгулявшейся» Сарме-ветре идти против ветра очень трудно, приходится сильно наклоняться вперед и получать гроздья секущих лицо камешков. Против такого ветра лучше передвигаться на четвереньках и задом наперед.

В зимний период Горная сопровождается потерей видимости и снегопадом и от потери ориентации легко заблудиться. Но опытные парусники, постоянно имеющие дело с ветром, говорят, что сильный ветер порывист, а слабый переменчив. Т.е. в сильный ветер можно, зная местную обстановку, ориентироваться на ветер, как на компас. Ветер, дующий с восточного берега Байкала, называется Шелонник. Это очень примечательно, что название ветра, дующего со стороны реки Шелонь в озере Великом под Великим Новгородом, укоренилось и за тысячи километров на озере Байкал, сохраняя славянские корни в топонимике. Шелоник разводит сильный вал, который за несколько часов может разрушить берег, смыть в прямом и переносном смысле плохо защищенную дорогу, как это было в шестидесятых годах в Листвянке. Рыбакам этот ветер приносит удачную рыбалку. Верховик и Култук - это ветра, дующие вдоль Байкала, первый с северной оконечности озера, второй - с южной. Они разводят самые крупные волны с высотами, доходящими до 4 метров и более. Их разрушительная сила огромна. Они могут сдвинуть или раздробить такие казалось бы очень прочные сооружения, как пристани и защитные молы, как это бывало на Байкале неоднократно в поселках Нижне-Ангарск - на севере и в Култуке - на юге.

Байкал завтра

озеро байкал

Мы живем в эпоху больших климатических изменений, так называемых Global Changes, в эпоху последнего потепления после периода оледенения, который закончился 10-12 тысяч лет назад. Скорости потепления имеют порядок 0.6оС на 100 лет. Но для самого озера Байкал это не является катастрофой, так как в недавнем геологическом прошлом (Эмский период 120 тысяч лет назад) среднегодовые температуры воздуха были и на 2оС выше современных. Температура глубинных вод практически не изменится.

Большую тревогу мы можем испытывать за возможные неблагоприятные антропогенные воздействия. Значение Байкала как объекта с возобновляемым высоким качеством воды, пригодной для питья будет возрастать с каждым днем. Морфологические изменения озера будут происходить в сторону роста глубин, увеличения объема и площади за счет расширения озера Байкал, о котором было известно давно. О том, что Байкал это будущий океан уверенно заговорили специалисты океанологи лимнологи после детального изучения сейсмических данных байкальского и соседних регионов. Определили и примерное направление, в котором происходит расширение озера: в направлении к Охотскому морю и северной части острова Сахалин.

Это подтверждается и современными прецизионными измерениями скоростей движения различных частей байкальского побережья, которые имеют порядок 4 см в год.

Размещено на Allbest