Как приятно на вечерней зорьке наблюдать за поплавком на гладкой поверхности озера или реки. И сколько отрицательных эмоций вызывает пасмурная ветреная погода, когда, кажется, что и рыба обижается и прекращает радовать нас поклёвками. А ведь в этом виновата погода - погода внутри озера.

В первой части этой статьи мы рассказывали о климате крупного озера, расположенного в наших умеренных широтах. Сейчас рассмотрим метеорологические и гидрологические условия в крупном озере, продолжительность которых во времени меняется от недели до нескольких дней-часов, которые главным образом определяют внутриводную погоду.

Садоводы-любители огромное внимание уделяют лунному календарю, существуют благоприятные и неблагоприятные дни для посадки растений и их культивации. Связано это с влиянием нашей соседки - Луны на растения.

Но Луна также влияет на водные массы морей и озер. Мы привыкли, что морские приливы связаны с фазами Луны, с ее положением относительно Солнца, причем амплитуда приливов зависит от географической широты водного бассейна и топографии дна. Известны высокие приливы высотой в несколько метров в Белом море, в Кандалакшском заливе Баренцева моря. Наши крупные озера - Ладога, Онега, Байкал также имеют приливную составляющую уровня воды амплитудой несколько сантиметров. Однако одной из важнейших особенностей приливных колебаний является не величина амплитуды, а наличие амфидромических точек и узлов, вокруг которых происходит вращение приливной волны и течений против часовой стрелки в северном полушарии. Приливные течения хоть и медленные (несколько см/сек), но как читатель понимает, завидно постоянны, что без сомнения влияет на поведение рыб.

Амплитуда прилива достигает за месяц наибольших величин около полнолуния и новолуния и наименьших значений около моментов первой и третьей четвертей. Эти изменения амплитуды прилива называют полумесячным неравенством, его период равен половине лунного месяца.

В тихую погоду эти течения принуждают малоподвижных рыб (особенно стайных) вовлекаться в гигантские круговороты, радиус которых несколько десятков километров. Однако следует заметить, что влияние приливов на рыб изучено крайне мало, особенно в крупных озерах.

Огромное влияние на водную толщу озер оказывает ветер, причем длительность действия ветра и его разгон, т.е. характерный размер водоема определяет степень этого воздействия. Ветер вызывает как ветровые течения, так и волнение. Определить среднюю скорость течения, зная скорость ветра, очень просто. Скорость течения на поверхности воды равняется 1/100 от скорости ветра. Это значит, что при ветре 5 м/с, на поверхности воды скорость течения будет 5 см/с.

От начала возникновения волнения до его полного развития проходит несколько часов. Наиболее высокие волны вызывает ветер постоянного направления, что бывает нечасто, либо в результате сложения волн с одинаковым периодом (эффект "девятого вала"). Из теоретических рассуждений, можно считать, что на глубине равной длине волны на поверхности, волнение практически отсутствует.

Обычно на крупных озерах мира ветер в течение суток при прохождении атмосферных фронтов меняет направление, и в связи с этим меняется и направление распространения волнения. В таких случаях происходит взаимодействие разно-направленных волновых пакетов, приводящих к возникновению областей со сложным нерегулярным волнением, наиболее опасным для маломерного флота. Из приключенческих морских романов мы привыкли к понятию "Мртвой зыби", когда ветра нет, а волнение регулярно. Пологие волны зыби большой длины выходят за пределы штормовой зоны и распространяются впереди нее, являются предвестниками приближения шторма.

Шторм на море и крупном озере - явление крайне опасное. Если атмосферное давление начинает понижаться, ветер свежеет и срывает пену с гребней волн - значит шторм приближается. Рост высоты волны при развитии волнения не может происходить безгранично. Ученые нашли предельное соотношение между длиной волны и ее высотой, при котором волна начинает обрушаться - 1/7. Трехметровая волна имеет длину около двадцати метров, и натурные наблюдения показывают, что на самом деле она начинает опрокидываться раньше, не достигая предельного соотношения.

Для Ладожского озера известен один из катастрофических штормов, разыгравшийся в ночь на 5 июля 1929 г. По уверению рыбаков и по описанию последствий разрушений, этот шторм не имел аналогов в предыдущие годы. Даже преклонных лет старики не могли вспомнить такой силы шторма и такого подъема уровня в результате нагона у юго-восточного берега Ладожского озера. За несколько часов уровень воды поднялся примерно на 1.5 м. Многопудовые камни сдвигались и выкидывались на берег. Сила удара волны была настолько велика, что деревья, стоявшие на берегу с диаметром 10-12 см, были срезаны штормом близко к его начальному уровню и выброшены далеко на берег.

Большая площадь крупнейших озер мира и нерегулярности рельефа дна способствуют возникновению неоднородностей, как в полях температуры, так и других лимнических характеристик вследствие неравномерного воздействия ветра и особенностей горизонтальных и вертикальных движений в водной толще.

Явление подъема глубинных вод к поверхности в результате вдольберегового ветра в крупных озерах и морях (апвеллинг) - одно из важных особенностей динамики прибрежной зоны в период открытой воды. Вдольбереговой ветер в силу вращения Земли вызывает направленный от берега перенос вод в поверхностном слое и, как следствие этого, приводит к возникновению восходящих движений вод у берега и компенсационного течения к нему в промежуточных слоях. Когда озеро имеет хорошо выраженную термическую стратификацию, прибрежный апвеллинг формирует аномально низкую температуру воды в поверхностном слое.

В мелководных прибрежных районах прибрежный апвеллинг может возникать не только из-за воздействия вдоль берегового ветра, но и благодаря сильным ветрам с суши.

В крупном озере апвеллинг - это чисто синоптическое явление, время жизни которого составляет несколько суток. Одним из первых, кто систематизировал информацию об апвеллингах для Онежского и Ладожского озер, был Петр Бояринов. Им были определены характерные вертикальные скорости подъема вод, составляющие одну сотую сантиметра в секунду, что по крайней мере на порядок превышает средние характерные вертикальные скорости в озере. Эта величина позволяет определить время подъема воды, например, с глубины 20 м. Примерно через двое суток вода с этой глубины поднимется на поверхность. Области подъема с низкими температурами воды чередуются с областями опускания, выявляется сложная вихреобразная структура на глубинах, с которых происходит подъем вод.

Площади акваторий, занятых апвеллингом, могут достигать 30% от общей площади водоема, при этом ветер должен дуть не менее суток. По материалам космической тепловой съемки хорошо прослеживаются зоны апвеллингов, которые могут занимать до нескольких сот квадратных километров. В районе апвеллингов температура прибрежной воды может быть на 4-9°С ниже температуры поверхности в центральной части озера.

Наблюдения показали, что резкие изменения, связанные с интенсивным подъемом вод из промежуточных слоев к поверхности, происходят в узкой прибрежной полосе, ширина которой составляет 5-10 км (рис.1). Поднявшиеся воды имеют большую прозрачность по сравнению с окружающими поверхностными водами.

Самолетные ИК-измерения, проведенные на Великих Американских озерах, также свидетельствуют о важности апвеллингов для термодинамических процессов крупных озер.

Прибрежные апвеллинги в крупных озерах формируют особую вертикальную и горизонтальную структуру вод в локальных районах, причем горизонтальные масштабы явления зависят от воздействия ветра и морфометрии района. Время их жизни составляет несколько суток. За это время значительные объемы воды могут быть перемещены к поверхности у берега, а на глубинах - в сторону открытого озера, что несомненно приведет к изменению вертикальной структуры биологических параметров.

К одному из интереснейших явлений, имеющих место внутри водных масс озер и морей, относятся внутренние волны. Ярким примером внутренних волн могут служить колебания границы раздела жидкостей с различными плотностями в стакане. Если вы нальете в стакан воду и сверху осторожно масло, получите четкую границу раздела, которая при покачивании стакана будет колебаться. Аналогичное явление происходит в крупном озере за счет разностей плотностей воды с различными температурами. Период колебаний волновых движений может изменяться от минут до и часов. Внутренние волны имеют амлитуду (высоту волны) больше, чем поверхностные и могут выходить на поверхность воды (рис. 2). Выходы внутренних волн проявляются на поверхности воды в виде выглаженных регулярных полос, имеющих в длину несколько сотен метров. Южнее о. Валаам выходы внутренних волн отчетливо проявляются в виде светлых и темных полос на поверхности воды (см. фото). Эти полосы свидетельствуют о вертикальных движениях в этом районе.

Рассмотренные выше особенности внутриводной погоды в крупном озере, не только интересны ученым-гидрофизикам, но и представляют значимость для рыбаков-профессионалов и любителей.