Как определять цвет озера



Как определять цвет озера

Различие между цветом водоема и действительным цветом воды в нем общеизвестны. Цвет водоема зависит от отражения неба, берегов, дна (если озеро неглубокое) и ряда других меняющихся условий, при которых мы видим поверхность озера. В солнечный день озеро выглядит иначе, чем в пасмурный, в тихую погоду – иначе, чем когда по нему бегут морщины волн.

Истинный же цвет воды определяется цветом тех лучей, которые, будучи отраженными от молекул воды и от разных взвесей в ней, более всего рассеиваются и выходят обратно в атмосферу. Цвет, стало быть, в первую очередь зависит от прозрачности воды. При отсутствии взвесей в воде лучше всего рассеиваются короткие лучи, и вода приобретает нормальный для нее (в большой толще) синий цвет. С увеличением мутности возрастает роль рассеивания лучей желтой и красной частей спектра, вода получает желтые и желто-бурые оттенки.

Цвет воды принято устанавливать по шкале Фореля – Уле, полученной путем смешения жидкостей разных цветов. Цвета шкалы подобраны таким образом, что образуют гамму постепенных переходов от чисто голубого (№ I) через зеленовато-голубые и зеленовато-желтые оттенки к бурым и коричневым (№ XXI). Очевидно, шкала эта условна.

В практике гидрохимического анализа употребляется еще термин «цветность», означающий степень окрашенности природных пресных вод растворенными в них органическими веществами гумусового происхождения. Цветность определяют колориметрически: сравнивают окраску профильтрованной воды с окраской специально подобранных растворов минеральных солей (с так называемой платиново-кобальтовой или имитирующей ее шкалой).

Степень окраски выражается в градусах: ноль означает, что вода не имеет желтоватого или коричневатого оттенка. Очевидно, что и эта шкала условна. Кроме того, выяснено, что оттенки окрашенности природных вод отличаются от оттенков условной шкалы (Петров, 1964).

Недочеты принятых до сих пор методов определения цвета воды побудили Комплексную ладожскую экспедицию искать более объективные способы, которые позволили бы давать точную характеристику цвета. Большой объем исследований в этом направлении выполнен Б.М.Петровым (1967).

Оказалось, что цвет воды нужно устанавливать при помощи двух координат. Одна из них – длина той волны спектра, которую максимально пропускает вода (А), другая – степень «разбавления» этого чистого спектрального цвета примесью белого (Р). Величина Р (в процентах), называемая чистотой тона, показывает, сколько нужно добавить белого цвета к первой координате, чтобы получился действительный оттенок изучаемой природной воды.

Цвет воды Ладожского озера характеризуется в среднем координатами К=572 ммк, Р=70%. По акватории и по глубине цвет воды меняется очень мало (А от 569 до 573 ммк, Р от 67 до 72%), поэтому можно сказать, что вся вода в озере, окрашена в желто-бурые тона (средняя длина волны желтого цвета 590 ммк).

Что касается содержания в воде темноокрашенных органических веществ, которые в основном и придают воде желто-бурые оттенки, то цветность воды в открытой части Ладоги надо считать довольно устойчивой, от 29 до 42°. В прибрежных районах она доходит до 40–50°, а вблизи устьев рек повышается до 100° и более, среднее значение цветности воды озера, выведенное Э.Э.Шерман за четыре года наблюдений из почти 200 определений, равняется 36,2°.

Прозрачность воды измеряется обычно той глубиной (в метрах), на которой в воде перестает быть видимым белый диск диаметром 30 см (диск Секки); речь, стало быть, идет о глубине видимости. Этим путем И.В.Молчанов в свое время установил, что в Ладожском озере в течение года бывает два максимума прозрачности воды: в конце лета, когда реки несут меньше всего мути, а планктон еще не начал отмирать, и зимой подо льдом, что связано с минимумом речного стока и отсутствием взмученности воды под действием ветра. Прозрачность у западного побережья 2–2,5м, у восточного побережья 1–2м, в приустьевых участках 0,3–0,9м, а к центру озера увеличивается до 4,5м. Наименьшая прозрачность наблюдалась в Волховской губе (0,5–1 м), а наибольшая – к западу от Валаамских островов (летом 8–9, зимой свыше 10м).

Описанный способ определения прозрачности привлекает своей крайней простотой. Но он же и настораживает своими несовершенствами, так как в известной мере зависит от остроты зрения наблюдателя и, кроме того, в сущности, суммирует оптические свойства разных и при том только поверхностных слоев воды.

Читайте также:  Заплыв на плещеевом озере 2021

Поэтому гораздо лучше отражает действительность другой показатель: коэффициент пропускания, или коэффициент прозрачности, т. е. отношение величины светового потока, прошедшего в воде без изменения направления путь в 1м, к величине светового потока, вошедшего в воду. Его можно определять по всей глубине как для белого света, так и для отдельных цветов спектра (путем применения соответствующих фильтров).

По ряду свойств, в том числе и по гидрооптическим показателям, воды Ладожского озера слагаются из двух типов вод: речных, поступающих из бассейна озера, и собственно озерных, которые образовались уже в результате трансформации речных вод. А в собственно озерных водах надлежит различать (Петров, 1967) поверхностные воды (верхний слой толщиной 20м), глубинные, простирающиеся от подошвы поверхностного слоя до горизонта, отстоящего от дна озера на 15–20 м, и. придонные (придонный 15–20-метровый слой). В северной и средней частях озера хорошо выражены все три слоя, но в южной части слой глубинных вод «выпадает», и поверхностные водные массы смыкаются с придонными.

Вследствие взаимодействия с атмосферой, речными водами и под влиянием биологических процессов поверхностные воды испытывают особенно заметные изменения прозрачности. Она меняется в течение года от 0,18 до 0,50, особенно у побережий и в южной части озера. Наиболее прозрачны поверхностные воды у о.Мантинсари. Максимум прозрачности наблюдается весной (март – апрель), минимум – в начале осени (август – сентябрь).

Прозрачность глубинных вод по сравнению с другими наибольшая, а изменения прозрачности в течение года – наименьшие (от 0,40 до 0,60).

Прозрачность придонных вод уменьшается сверху вниз, т. е. в сторону дна. В толще этих вод из-за их большой вязкости осаждение мелких взвесей замедляется, и, стало быть, мутность воды по мере приближения ко дну увеличивается.

Вследствие того что воды Ладожского озера и воды впадающих в него притоков весьма различны по гидрооптическим показателям, гидрооптический метод позволяет с большой точностью проследить распространение речных вод в озере. Воды Вуоксы распространяются вдоль западного берега и далее к середине озера на 35–40км.

Воды Волхова распределяются по поверхности Волховской губы, но при некоторых условиях ветрового режима их обнаруживают в открытом озере и в 40–45км от устья Волхова. Воды Сяси прослеживаются на 8–10км вдоль восточного берега Волховской губы.

Гидрооптические показатели оказались гораздо более чувствительными индикаторами изменений, происходящих в водных массах, чем температура и гидрохимические особенности.

Вода по-разному поглощает разные лучи. Из невидимой части спектра инфракрасные и ультрафиолетовые практически полностью перехватываются верхним метровым слоем. Глубже проникают только видимые лучи (свет). Весьма интересно определение того слоя воды, в котором осуществляется наиболее полное поглощение лучистой энергии Солнца и ее превращение в тепловую и фотохимическую. Нижнюю границу слоя проводят там, где относительная интенсивность проникающей радиации составляет 1% приходящей.

Специальные исследования по этому вопросу провел К. А. Мокиевский (1968), Опираясь на 900 серий наблюдений, он установил, что средняя толщина слоя, названного им теплоактивным, в Ладожском озере 4м. В центре озера она 4,5–5м, на востоке и юге 2,5–3м, что легко объяснить приносом в восточную и южную части озера мутных и сильно гумифицированных речных вод. Таким образом, основное количество вошедшей в воду солнечной радиации используется в верхнем 3–4-метровом слое.

Из различных факторов, влияющих на проникновение радиации в воду, главную роль играет высота солнца над горизонтом. Оттого осенью проникновение радиации наименьшее, летом – наибольшее. На глубину 10–12м доходит лишь 0,05% приходящей на поверхность суммарной радиации.

Источник

Цвета озер

Вы, наверное, обратили внимание, что в географических названиях широко используются разнообразные цвета. Это и неудивительно: посмотришь на карту той или иной местности, того или иного географического объекта и сразу же представишь себе их типичные черты. Да и сами географические названия подчеркивают характерные особенности определенных объектов. Например, Белое, Черное, Желтое, Красное моря, гора Белуха и т.п. Некоторые географические названия хоть и иноязычного происхождения, но в переводе тоже означают цвет. Например, мыс Кабо Верде в Африке означает «Мыс Зеленый», остров Гренландия — «Зеленая страна», горы Шварцвальд, с которых берет начало река Дунай, — «Черный лес», горы Каратау в Средней Азии — «Черные горы», гора Монблан в Альпах — «Белая гора», реки Хуанхе в Китае и Сарысу в Средней Азии — «желтые», а Сонгкой во Вьетнаме, Ред-Ривер и Колорадо в США — «красные» реки и т.п.

Читайте также:  Когда цветет ладожское озеро

Но особенно много на географической карте так называемых «цветных» озер. Озера эти действительно имеют самые различные, необычные оттенки воды: красный, малиновый, сине-зеленый, голубой, желтый, белый и даже черный. «Разноцветные» озера разбросаны по всему земному шару. Назовем лишь некоторые из них и попытаемся объяснить причины их необычной раскраски.

В Карпатских горах возле селения Синяк, недалеко от города Свалява Закарпатской области Украины, на высоте 700 м над уровнем моря расположено озеро Синяк. Растворенные в нем соединения серы придают воде интенсивную голубую окраску.

Особенно много таких озер находится в горах Кавказа. Так, недалеко от озера Рица есть небольшое голубое озеро. Еще одно голубое озеро расположено в Черском ущелье Кабардино-Балкарии. Оно поражает ярким сине-зеленым цветом воды, напоминающей раствор медного купороса. Так окрашивают его воды соли различных минералов и большое количество сероводорода, которым снабжают озеро подземные источники.

«Царицей озер» за удивительную живописность назвал народный поэт Азербайджана Самед Вургун озеро Гек-Гель (то есть «Голубое озеро»), которое расположено на высоте 1576 м в Асгунском ущелье. Небольшое по площади (0,8 кв. км.), но достаточно глубокое (93 м), оно широко известно ярко-голубым цветом. Так окрашивают его воды соли различных минералов и большое количество сероводорода, которым снабжают его многочисленные ручьи.

Много на земном шаре белых озер. Только в России название «Белое» имеют до 20 озер. Много их раскинулось среди лесов и многочисленных рек и озер Вологодской области и являются ныне частью Волго-Балтийского водного пути. Казалось бы, озеро как озеро, но когда на его довольно большом водном зеркале, площадью 1125 кв. км, ветер вздымает волны, оно как бы покрывается белыми барашками. Ведь в это время, размывая глинистые берега озера, вода приобретает белесый цвет.

На острове Кунашир (Курильские острова) есть молочно-белое озеро еще более интенсивной окраски. Озеро это кипящее. Установлено, что оно заполнено концентрированным раствором серной и соляной кислот, а со дна его все время поднимаются горячие вулканические газы, которые подогревают воду до кипения.

Белые, но не кипящие, озера известны на индонезийском острове Ява и на Японских островах.

На юге Европейской части России, в Западной Сибири и Средней Азии есть много озер с пурпурно-красной окраской воды. Во время захода солнца они несколько изменяют свой цвет и как бы напоминают чаши, наполненные расплавленным золотом. К такому типу озер принадлежит, например, известное соленое озеро Нижнего Поволжья — Эльтон (в переводе с казахского Алтын-нур означает «золотое озеро»).

Вблизи Астрахани расположены «малиновые» озера. Они отличаются не только цветом, но и необычным, похожим на малиновый, ароматом. Именно поэтому когда-то соль, которая добывалась из этих озер в количестве 100 пудов ежегодно, считалась самой лучшей и поставлялась исключительно к столу императрицы Екатерины II. Окрашенная в бледно-розовый или оранжевый цвет, который, впрочем, на солнце скоро исчезал, она сохраняла стойкий аромат малины или фиалки — geoglobus.ru. Такие свойства соли этих озер объясняются наличием в их водах мелких солелюбивых красных рачков-артемий. Отмирая и разлагаясь, именно они и придают соли неповторимые запахи. Эти рачки являются излюбленным лакомством фламинго.

Озера с водой от розового до ярко-красного цвета известны и в песках пустыни Каракум в русле Узбоя, а также в Западной Сибири. Широкоизвестное Малиновое озеро расположено на территории Кулундинской степи, на юге Западной Сибири. Но не только окраска выделяет его среди тысяч здешних озер. Дело в том, что в воде этого озера все время рождается и растет. камень. Как оказалось, вода в Малиновом озере насыщена солями магния, а подземные источники, его питающие, содержат соду. Смешиваясь, эти растворы и образуют массу, которая сразу же каменеет. Местное население широко использует этот необыкновенный природный «завод строительных материалов», а ведь в условиях степи они остродефицитны.

Читайте также:  Коттедж на сутки рядом с озером

В некоторых случаях «виновниками» розовой окраски воды в озерах являются пурпурные бактерии.

В Итальянских Альпах на высоте 1182 м над уровнем моря расположено озеро Лаго-де-Торвел. В летнюю солнечную пору, когда вода в озере нагревается до температуры не ниже 16 гр.С, оно становится красным. Этим озеро обязано активному размножению в этот период своеобразных микроорганизмов.

На японском острове Кюсю есть даже уникальное двухцветное озеро. Одна половина его от примесей серы закрашена в желтый, а другая — в розовый цвет, поскольку там на дне выходят окислы железа.

Озера с красной водой встречаются также на берегах Средиземного моря в Западной Европе. Подобным же является озеро Колорадо (т. е. «Красное»), как бы заброшенное на высоту (4550 м) в южноамериканские Кордильеры (Боливия).

А впрочем, розовыми и красными могут быть не только соленые озера. Одно из таких пресных озер — Красное — расположено на Карельском перешейке в России. Цвет воды в нем объясняется наличием на дне озера железорудных образований. К такому же типу озер принадлежит и Японское озеро Канкайдзи, питающееся водой горячих железистых источников.

Название Сарыкуль или Сариколь, что означает по-тюркски «желтое озеро», носит много озер. Среди них выделяется так называемое Большое Сарыкуль (площадью в 100 кв. км), расположенное на юге Челябинской области России. Малое Сарыкуль (50 кв. км) находится на востоке Кустанайской области Казахстана. Вода в этих озерах по своему цвету скорее напоминает сильно разбавленный кофе из-за того, что в ней растворено много частичек глины в результате постоянного размывания берегов.

Есть в Челябинской области и так называемое Черное озеро. Интересно, что железо, выплавленное из руды, которую добывают поблизости, не ржавеет. Длительное время никто не мог объяснить этой его особенности. Теперь установлено, что возле озера расположено месторождение никеля. Именно он и влияет как на цвет озерной воды, так и на качество местной руды.

Много «черных озер» расположено в Европейской части России, особенно в Мещерской низменности к юго-востоку от Москвы. Цвет воды в них объясняется наличием торфа на дне, причем, чем этот торф позднее образовался, тем темнее вода в озере — geoglobus.ru. Но, пожалуй, одним из самых черных озер в мире является озеро Кахинайдаах, расположенное в Якутии. Вода этого озера представляет своеобразный раствор. сажи, пепла и копоти. Дело в том, что Кахинайдаах находится во впадине, где несколько тысячелетий назад бушевал пожар. Там на протяжении многих лет горело месторождение каменного угля. Потом это огромное пожарище затопила вода. Она смыла и растворила всю сажу и копоть. Поэтому вода этого озера по своему цвету походит на жидкий деготь.

Интересное «цветное» озеро известно на территории Алжира, вблизи города Сиди-бель-Аббес, среди живописных гор Атласа. Местное население в условиях засушливого климата умеет ценить даже небольшие источники воды, однако воду этого озера, хоть она и не соленая, не отводят в оросительные каналы, равно как и не используют для питья. Не увидишь на его берегах ни одного рыбака. Оказывается, котловина озера заполнена не водой, а настоящими чернилами. Только две небольшие речки впадают в него. Но воды одной из них насыщены солями железа, а другой, которая протекает через болото, содержат остатки различной растительности. Смешиваясь, они превращают озеро в большую естественную чернильницу.

А вот на острове Флорес в Индонезии, на вершине одного из вулканов, располагаются не одно, а сразу три «цветных» озера, причем с водой разных цветов. В одном из них вода ярко-красная, в другом — нежно-голубая, а в третьем — белая, как молоко.

Чем же объяснить необычные цвета этих озер? Оказывается, в этом повинны внутренние силы Земли и. химия. Озера образовались в разных кратерах вулкана, богатых различными минералами. В красном, как вы догадались, много соединений железа, и вода здесь «ведет себя» спокойно. В голубом же и белом озерах растворены соли серной и соляных кислот в различных концентрациях. Вода здесь все время бурлит, и над ней клубится густой пар.

Источник

Поделиться с друзьями
Байкал24